船舶电子水尺的测量工作面标定方法、测量及勘划方法与流程

1.本发明涉及船舶水尺测量技术领域，特别是涉及一种船舶电子水尺的测量工作面标定方法、测量及勘划方法。

背景技术：

2.水尺计重作为航运大宗货物重要的计重方式，通过对船舶在空载和满载时的水尺数值的观测，得到船舷两侧前、中、后部六面水尺数据，进一步对排水体积进行推算，实现计重目的。船舶在空载状态下，船舶吃水较浅，受船舷两侧曲面结构限制导致艏部和艉部的水尺不便直接观测，或出现水尺刻度线脱离水面无法准确判读的情况；部分码头环境受限，或恶劣天气或海况也容易造成难以通过直接目视观测的方式直接得到准确水尺数据的情况。
3.目前针对水尺计重存在的问题，人们尝试的创新有采用手持式的超声波或微波雷达等电子测量设备获取甲板至水面的距离，推算出水尺数值，进而实现水尺计重。如公开号为es2406179b1所公开的，采用一内置有超声波传感器的便携式电子测量设备至少测量两组数据，每组数据中包括若干测量值，通过对每组数据计算平均值后比较平均值之间的误差水平，并当误差水平在允许范围内时对两平均值再次求平均得到一新的平均值，最终根据该新的平均值及测量点至船底龙骨之间的距离计算出水尺数值；又如公开号为es2669441a1所公开的，其同样采用一内置超声波传感器的电子测量设备测量一组数据，包含若干个测量值，通过对该组数据计算平均值后将每一测量值与平均值进行比较并对测量值进行修正得到新的测量值，最终对新的测量值计算平均值后根据该新的平均值及测量点至船底龙骨之间的距离计算出水尺数值。
4.但上述两种测量方法的测量值均由检验人员手持电子测量设备在甲板上操作完成，由于船舶干舷高度尤其是艏、艉线型的制造精度不高，造成电子测量设备的测量零刻度线无法与甲板面构建精确对应关系，且由于测量过程由检验人员手持设备完成，无法保证每次测量零刻度线均在同一高度，进而导致电子测量设备的测量值之间存在较大误差，从而致使推算水尺数值误差增大。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种船舶电子水尺的测量工作面标定方法、测量及勘划方法，以解决现有技术中使用电子测量设备的测量零刻度线与甲板面无法构建精确的对应关系而造成的电子测量设备的测量误差较大及推算的水尺数值误差较大的问题。
6.为达到上述目的，本发明的第一方面提供一种船舶电子水尺的测量工作面标定方法，包括以下步骤：
7.确定第一安装基准面：在船舶甲板上对应于船舶水尺的位置处确定一第一安装基准面，其中，所述第一安装基准面位于与船舶纵向位置相对应处的船舷内侧；
8.确定第一测量工作面：在所述第一安装基准面的上方确定一平行于所述第一安装基准面的第一测量工作面；
9.标定参考水尺值：在船舶水尺上任意确定一刻度线，并读取该刻度线对应的水尺数值得到一参考水尺值；
10.测量参考高度值：以第一测量工作面为参考基准，测量所述参考水尺值对应的船舶水尺刻度线至第一测量工作面的垂直距离得到一参考高度值；
11.计算第一测量工作面的第一标定高度值：根据所述参考水尺值和参考高度值计算第一测量工作面相对于船底平面垂直距离得到第一标定高度值并以所述第一标定高度值对第一测量工作面进行标定。
12.进一步的，所述船舶电子水尺的测量工作面标定方法基于一标定装置实现，所述标定装置包括一装配在所述第一安装基准面上的标定板、一可拆卸装配在所述标定板上并能够沿垂直方向上、下伸缩的塔尺测量组件以及一装配在所述塔尺测量组件对应于远离标定板一端的激光对齐组件，所述第一测量工作面形成于所述标定板的上表面；
13.所述标定板具有一向外伸出船舷以外的装配部，所述装配部上形成有一供塔尺测量组件安装的装配口以及一从标定板的侧面贯通所述装配口的螺纹孔，所述塔尺测量组件可拆卸安装在所述装配口内并以一与所述螺纹孔配合的紧固螺钉固定；
14.所述激光对齐组件包括安装在所述塔尺测量组件对应于远离装配部一端的一激光发生器和一无线图像采集模块以及一与无线图像采集模块通信连接的显示模块，所述激光发生器用于产生一能够与船舶水尺的刻度线对齐的激光标记线，所述无线图像采集模块用于采集激光标记线与船舶水尺的刻度线对齐情况的实时图像，所述显示模块用于对采集激光标记线与船舶水尺的刻度线对齐情况的实时图像进行实时显示。
15.进一步的，在所述标定参考水尺值的步骤中，具体方法为：
16.将塔尺测量组件的上端穿过所述装配口，沿竖直方向向下伸长塔尺测量组件，使塔尺测量组件的下端携带激光对齐组件向下移动，并通过显示模块观察激光标记线与船舶水尺的刻度线的对齐情况，当所述激光标记线与船舶水尺上任意一条刻度线的下沿对齐时，经紧固螺钉与螺纹孔的配合锁紧塔尺测量组件，记录此时与所述激光标记线对齐的刻度线对应的水尺数值，得到参考水尺值。
17.进一步的，在所述测量参考高度值的步骤中，具体包括以下子步骤：
18.确定第一装配修正常数：测量激光标记线与塔尺测量组件的零刻度线之间的垂直距离，得到一第一装配修正常数；
19.读取塔尺数值：以第一测量工作面为参考基准，读取塔尺测量组件的刻度线与所述第一测量工作面相交位置处的塔尺数值；
20.计算参考高度值：利用所述第一装配修正常数对所述塔尺数值进行修正，计算参考水尺值至第一测量工作面的垂直距离，得到参考高度值。
21.进一步的，在所述计算第一测量工作面的第一标定高度值的步骤中，所述第一标定高度值表示为：
22.h0＝h1+h223.其中：h0为第一标定高度值，h1为参考高度值，h2为参考水尺值；
24.所述参考高度值表示为：
25.h1＝hr+δhr；
26.其中：hr为塔尺数值；δhr为第一装配修正常数。
27.本发明的第二方面提供一种采用如上所述的船舶电子水尺的测量工作面标定方法的电子水尺测量方法，包括以下步骤：
28.标定第一测量工作面：对第一测量工作面至船底平面的垂直距离进行计算得到第一标定高度值并标定第一测量工作面；
29.装配液位测量模块：在标定的第一测量工作面的位置处对应装配一液位测量模块；
30.测量液位高度值：采用液位测量模块测量所述第一测量工作面至测量时刻的水面之间的液位高度值；
31.计算船舶水尺值：根据第一标定高度值和液位高度值计算得到测量时刻的船舶水尺值。
32.进一步的，在所述测量液位高度值的步骤中，具体包括以下子步骤：
33.确定第二装配修正常数：测量所述第一测量工作面至液位测量模块的测量零点之间的垂直距离，得到一第二装配修正常数；
34.读取液位高度测量值：以液位测量模块的测量零点为基准，读取液位测量模块的测量零点至测量时刻水面的液位高度测量值；
35.计算液位高度值：利用所述第二装配修正常数对所述液位高度测量值进行修正，计算第一测量工作面至测量时刻的水面之间的垂直距离，得到液位高度值。
36.进一步的，在所述计算船舶水尺值的步骤中，所述船舶水尺值标示为：
37.d
t
＝h
0-h3；
38.其中：d
t
为测量时刻的船舶水尺值；h0为第一标定高度值；h3为测量时刻的液位高度值；
39.所述液位高度值表示为：
40.h3＝h
t
+δh
t
；
41.其中，h
t
为测量时刻的液位高度测量值；δh
t
为第二装配修正常数。
42.本发明的第三方面提供一种船舶水尺勘划方法，基于如上所述的标定装置实现，包括以下步骤：
43.标定第二测量工作面并确定第二标定高度值：确定一第二测量工作面并对第二测量工作面至船底平面的垂直距离进行计算得到第二标定高度值并标定第二测量工作面；
44.确定塔尺测量组件的勘划高度值：设定船舶水尺的目标勘划值，根据所述第二标定高度值及目标勘划值确定目标勘划值对应的水尺数值至第二测量工作面的垂直距离，并利用激光标记线与塔尺测量组件的零刻度线之间第一装配修正常数对水尺数值至第二测量工作面的垂直距离进行修正得到勘划高度值；所述勘划高度值表示为：
45.hr'＝h0'-h2'-δhr；
46.其中：hr'为勘划高度值，h0'为第二标定高度值，h2'为船舶水尺的目标勘划值，δhr为第一装配修正常数；
47.固定船舶水尺刻度线：根据所述勘划高度值，调节塔尺测量组件的伸缩长度，使塔尺测量组件的读数与勘划高度值对应，并将船舶水尺刻度线的下沿与激光标记线对齐后固定所述船舶水尺刻度线；
48.标记水尺数值：根据各船舶水尺刻度线的高度对船舶水尺数值进行标记。
49.进一步的，在所述标定第二测量工作面并确定第二标定高度值的步骤中，具体包括以下子步骤：
50.确定第二安装基准面：在船舶甲板上对应于船舶水尺的位置处确定一第二安装基准面，其中，所述第二安装基准面位于与船舶纵向位置相对应处的船舷内侧；
51.确定第二测量工作面：在所述第二安装基准面的上方确定一平行于所述第二安装基准面的第二测量工作面；
52.装配高度测量模块：在标定的第二测量工作面的位置处对应装配一高度测量模块；
53.测量垂直高度值：采用高度测量模块测量所述第二测量工作面至船坞底部的垂直距离，得到垂直高度值；
54.测量垂直高度差：测量船坞底部至船底平面的垂直距离得到一垂直高度差；
55.确定第三装配修正常数：测量第二测量工作面与高度测量模块的测量零刻度之间的垂直距离，得到一第三装配修正常数；
56.计算第二测量工作面的第二标定高度值：根据所述垂直高度值、垂直高度差以及第三装配修正常数计算第二标定高度值并以所述第二标定高度值对第二测量工作面进行标定；所述第二标定高度值表示为：
57.h0'＝d
w-δha+δhw；
58.其中：h0'为第二标定高度值，dw为垂直高度值，δha垂直高度差，δhw为第三装配修正常数。
59.本发明通过确定第一测量工作面，并基于一标定装置对第一测量工作面与船底平面之间的垂直距离进行标定得到第一标定高度值，并且在船舶甲板上对应于船舶水尺的位置处确定并固定以第一安装基准面，标定装置可拆卸安装在第一安装基准面位置处，以便只需对该第一测量工作面进行一次标定而后续直接采用安装于第一测量工作面的电子测量设备直接测量即可，并且在后续的测量过程中，电子测量设备的安装位置确定，进而能够快速且准确得到电子测量设备的测量零刻度线至水平的垂直距离，从而计算得到精度更高的船舶水尺数值，不受船舶在各种姿态下导致的水尺脱离水面或船舶曲面的限制，增强了水尺测量的适应性。
附图说明
60.图1为本发明所采用的标定装置的结构示意图。
61.图2为标定装置的安装位置示意图。
62.图3为本发明实施例1的船舶电子水尺的测量工作面标定方法的流程图。
63.图4为第一测量工作面的位置示意图。
64.图5为图3中步骤s104的流程图。
65.图6为本发明实施例2的船舶电子水尺的测量方法的流程图。
66.图7为液位测量模块的安装位置示意图。
67.图8为图6中步骤s203的流程图。
68.图9为本发明实施例3的船舶水尺勘划方法的流程图。
69.图10为图9中步骤s301的流程图。
70.说明书附图标记：
71.第一安装基准面b、第一测量工作面p、刻度线l；
72.标定板1、装配部1a、塔尺测量组件2、激光对齐组件3、激光发生器31、无线图像采集模块32、显示模块33。
具体实施方式
73.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
74.实施例1
75.本实施例的船舶电子水尺的测量工作面标定方法基于一标定装置实现，所述标定装置的数量至少为一个，且标定装置装配在船舷两侧艏部、舯部及艉部的水尺位置处，并依序对各水尺对应的测量工作面进行标定。在本实施例中，在船舷两侧艏部、舯部及艉部的水尺位置处(即船舶的六面水尺)均一一对应装配有所述标定装置，以提高各水尺对应测量工作面标定的效率。
76.如图1～2所示，所述标定装置包括一装配在船舶甲板上对应于船舶水尺位置处的标定板1、一可拆卸装配在所述标定板1上并能够沿垂直方向上、下伸缩的塔尺测量组件2以及一装配在所述塔尺测量组件2对应于远离标定板1一端的激光对齐组件3。在本实施例中，所述标定板1上形成有一第一测量工作面p，所述塔尺测量组件2的零刻度一端朝下安装在所述标定板1上，标定时，塔尺测量组件2能够向下伸长，并携带激光对齐组件3向下靠近水平；激光对齐组件3在向下移动的过程中，其产生一激光标记线照射在对应侧的舷墙上形成一光标，并随着塔尺测量组件2携带激光对齐组件3继续向下移动，光标在舷墙上同步下移靠近水尺刻度线l，与此同时，激光对齐组件3同步采集光标在舷墙上移动的图像并显示，当观察到光标与任一水尺刻度线l对齐时，固定塔尺测量组件2，并读取与光标对齐的水尺刻度线l的水尺值，并结合此时塔尺测量组件2的读数计算得到第一标定高度值，对第一测量工作面p进行标定。
77.所述标定板1具有一向外伸出船舷以外的装配部1a，用于装配所述塔尺测量组件2。具体的，所述装配部1a上形成有一供塔尺测量组件2安装的装配口以及一从标定板1的侧面贯通所述装配口的螺纹孔，螺纹孔内从外至内螺设有一紧固螺钉，所述塔尺测量组件2从下至上穿过所述装配口，紧固螺钉向内拧紧穿过螺纹孔与塔尺测量组件2的表面相抵持以实现塔尺测量组件2的固定。
78.所述激光对齐组件3包括安装在所述塔尺测量组件2对应于远离装配部1a一端的一激光发生器31和一无线图像采集模块32以及一与无线图像采集模块32通信连接的显示模块33，所述激光发生器31和无线图像采集模块32均能够随塔尺测量组件2的伸缩而上、下移动。具体的，所述激光发生器31的激光发射端与船舶舷墙相对，以便激光发生器31产生的激光标记线能够照射在舷墙上形成光标；所述无线图像采集模块32用于采集光标在舷墙上的移动情况；所述显示模块33用于同步显示无线图像采集模块32采集到的图像，以便在观察到光标与船舶水尺的刻度线l对齐时固定塔尺测量组件2并进行对应数据的读取，从而计算得到第一标定高度值，实现对第一测量工作面p进行的标定。
79.在本实施例中，所述图像采集模块可采用一网络摄像头实现，以采集光标在舷墙上移动的实时图像；同时，所述显示模块33可采用配备于检测人员处并配置有显示功能的
移动终端(如手机、平板电脑、笔记本电脑等)实现，以便于网络摄像头之间进行远程通信，进而接收并显示网络摄像头采集到的实时图像。
80.如图3所示，为本实施例的船舶电子水尺的测量工作面标定方法的流程图。下面结合所述标定装置对本实施例进行说明，具体的，本实施例包括以下步骤：
81.s101：确定第一安装基准面b。
82.在船舶甲板上对应于船舶水尺的位置处确定一第一安装基准面b，用于安装所述标定装置。在本实施例中，所述第一安装基准面b位于与船舶纵向位置相对应处的船舷内侧；具体的，在船舶甲板上对应于船舶水尺位置处的船舷内侧形成有一安装区域，在安装区域内刚性装配有至少两个第一装配凸条，所述至少两个第一装配凸条的上表面共面形成所述第一安装基准面b。所述第一装配凸条采用刚性装配在船舷内侧，以避免船舶在发生碰撞或磕碰时，导致第一装配凸条移位而致使安装其上的标定装置位置发生变化，进而造成形成在标定装置上的第一测量工作面p发生变化，导致测量误差增加。
83.s102：确定第一测量工作面p。
84.如图4所示，在所述第一安装基准面b的上方确定一平行于所述第一安装基准面b的第一测量工作面p。在本实施例中，所述第一测量工作面p平行于船底平面，通过对所述第一测量工作面p与船底平面之间的垂直距离的测量，能够得到船底平面相对于第一测量工作面p之间的垂直距离，并以此实现对第一测量工作面p的标定。
85.具体的，所述第一测量工作面p形成于标定板1的上表面对应的平面内，以便在塔尺测量组件2安装到位后，能够对塔尺测量组件2的刻度进行准确、快速的读取，进而结合标定时刻的水尺数据对第一测量工作面p进行标定。当然，在其他的一些实施例中，也可以所述标定板1的下表面确定为多数第一测量工作面p，以通过对标定板1的下表面与塔尺测量组件2的刻度的相交处的读数进行读取来对第一测量工作面p进行标定。
86.s103：标定参考水尺值。
87.请继续参考图4，在船舶水尺上任意确定一刻度线l，并读取该刻度线l对应的水尺数值得到一参考水尺值。具体的，首先，将塔尺测量组件2的上端从下至上穿过所述装配口；然后，沿竖直方向朝向水面方向伸长塔尺测量组件2，使塔尺测量组件2的下端携带激光对齐组件3(具体为激光发生器31和无线图像采集模块32)同步向下移动，并且随激光发生器31的移动，其产生的激光标记线沿平行于水面或第一测量工作面p方向径直照射在舷墙上形成光标也同步向下移动靠近船舶水尺的刻度线l；接着，通过显示模块33观察激光标记线与船舶水尺的刻度线l的对齐情况，当所述激光标记线与船舶水尺上任意一条刻度线l的下沿(或上沿)对齐时，向内拧紧所述紧固螺钉，以与螺纹孔配合锁紧塔尺测量组件2；最后，记录此时与所述激光标记线对齐的刻度线l对应的水尺数值，也即激光标记线的光标对应的船舶水尺的刻度线l，得到参考水尺值。
88.s104：测量参考高度值。
89.以第一测量工作面p为参考基准，测量所述步骤s103中确定的船舶水尺的刻度线l(即参考水尺值对应的船舶水尺刻度线l)至第一测量工作面p的垂直距离得到一参考高度值，所述参考高度值与所述参考水尺值共同形成第一测量工作面p至船底平面的垂直距离。
90.如图5所示，所述步骤s104包括以下子步骤：
91.s1041：确定第一装配修正常数。
92.由于激光发生器31安装在塔尺测量组件2对应于其零刻度线的一端，通常情况下，出于便捷性考虑，激光发生器31通常是安装在塔尺测量组件2的底端，这使得激光发生器31的激光发射端与塔尺测量组件2的零刻度线之间(也即激光标记线与塔尺测量组件2的零刻度线之间)具有一定的偏差，而此时若直接读取塔尺测量组件2的读数作为参考高度值，将造成参考高度值的测量值较实际值偏小，因此，需对激光发生器31的激光发射端与塔尺测量组件2的零刻度线之间的垂直距离进行修正。
93.具体的，当激光发生器31安装到位后，测量激光发生器31的激光标记线与塔尺测量组件2的零刻度线之间的垂直距离，得到第一装配修正常数。在本实施例中，所述第一装配修正常数可采用分度值为1mm的直尺或游标卡尺测量得到，当然，在其他的一些实施例中，还可采用其他精度更高的测量仪器测量得到所述第一装配修正常数，进而提高第一装配修正常数的测量精度。
94.s1042：读取塔尺数值。
95.具体的，以第一测量工作面p为参考基准，读取塔尺测量组件2的刻度与所述第一测量工作面p相交位置处的塔尺数值，该塔尺数据即为塔尺测量组件2的零刻度线至第一测量工作面p的垂直距离。
96.s1043：计算参考高度值。
97.利用所述第一装配修正常数对所述塔尺数值进行修正，计算参考水尺值至第一测量工作面p的垂直距离，得到参考高度值。
98.在本实施例中，所述参考高度值表示为：
99.h1＝hr+δhrꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
100.其中：h1为参考高度值；hr为塔尺数值；δhr为第一装配修正常数。
101.可理解的，在其他的一些实施例中，所述激光发生器31在安装时，也可将其产生的激光标记线与塔尺测量组件2的零刻度线对齐，使激光标记线与步骤s103中确定的船舶水尺的刻度线l齐平，此时所述第一装配修正常数为零；又或者将激光发生器31安装在塔尺测量组件2上对应于其零刻度线的上方，此时，激光发生器31的激光标记线形成于步骤s103中确定的船舶水尺的刻度线l的上方，那么，所述参考高度值表示为：
102.h1＝h
r-δhrꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
103.其中：h1为参考高度值；hr为塔尺数值；δhr为第一装配修正常数。
104.在本实施例中，上述记载的步骤s103和s104的执行顺序仅为本实施例的一个示例，在具体实现，所述步骤s103和s104可调换执行顺序或同步进行，本实施例不做限制。
105.s105：计算第一测量工作面p的第一标定高度值。
106.根据所述参考水尺值和参考高度值计算第一测量工作面p相对于船底平面的垂直距离，得到第一标定高度值并以所述第一标定高度值对第一测量工作面p进行标定，标定完成后，在后续的船舶电子水尺的测量中，在测量到液位高度值时，可直接以所述第一标定高度值参与船舶电子水尺的计算，进而得到水尺数值。
107.在本实施例中，所述第一标定高度值表示为：
108.h0＝h1+h2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
109.其中：h0为第一标定高度值；h1为参考高度值；h2为参考水尺值。
110.本实施例的船舶电子水尺的测量工作面标定方法，通过在船舶水尺上确定一测量
刻度线l，将第一测量工作面p至船底平面的垂直距离划分为第一测量工作面p至该刻度线l的垂直距离与该刻度线l至船底平面的垂直距离两部分，所述船舶水尺刻度线l至船底平面的垂直距离表示为所述参考水尺值，通过在显示模块33中读取光标与船舶水尺刻度线l的下沿对齐时的读数得到；所述第一测量工作面p至确定的船舶水尺刻度线l表示参考高度值，其通过对塔尺测量组件2的读数进行读取并修正后得到，不受船舶姿态的限制，提高了类似水尺脱离水面或船舷曲面等限制下的各种船舶姿态的适应性。
111.实施例2
112.如图6所示，为实施例的船舶电子水尺的测量方法的流程图。本实施例的船舶电子水尺的测量方法基于实施例1的船舶电子水尺的测量工作面标定方法对船底平面至第一测量工作面p的垂直高度进行标定后，对船舶在测量时刻的水尺数值进行计算。具体的，本实施例包括以下步骤：
113.s201：标定第一测量工作面p。
114.首先，在船舶甲板上对应于船舶水尺的位置处确定一第一安装基准面b，并在所述第一安装基准面b的上方确定一平行于所述第一安装基准面b的第一测量工作面p。然后，利用塔尺测量组件2与激光对齐组件3配合确定一船舶水尺的刻度线l，并读取该刻度线l对应的读数得到参考水尺值。接着，测量激光对齐组件3的激光发生器31的激光标记线至塔尺测量组件2的零刻度线之间的垂直距离得到第一装配修正常数并读取塔尺测量组件2与第一测量工作面p相交位置的塔尺数值，以第一装配修正常数对塔尺数值进行修正得到参考高度值。最后，根据参考水尺值和参考高度值计算得到第一标定高度值，并以第一标定高度值对第一测量工作面p进行标定。本实施例对第一测量工作面p的标定过程具体参见实施例1的相关描述，本实施例不做赘述。
115.s202：装配液位测量模块。
116.如图7所示，在标定的第一测量工作面p的位置处对应装配一液位测量模块。所述液位测量模块通过一安装板安装于位于安装区域的第一装配凸条上，具体实现时，所述安装板为所述标定板1，所述液位测量模块装配在所述标定板1的装配口内，并通过锁紧螺钉和螺纹孔的配合固定，以对测量第一测量工作面p至测量时刻的水面的垂直距离。在本实施例中，所述液位测量模块采用一液位计实现，所述液位计可拆卸安装在所述标定板1上。
117.s203：测量液位高度值。
118.采用液位测量模块测量并修正所述第一测量工作面p至测量时刻的水面之间的垂直距离，得到液位高度值。
119.如图8所示，所述步骤s203包括以下子步骤：
120.s2031：确定第二装配修正常数。
121.由于液位测量模块安装在标定板1上，第一测量工作面p形成于标定板1的上表面，当液位测量模块安装到位后，其下端(也即测量端)向下穿过标定板1上的装配口并低于第一测量工作面p，这使得液位测量模块的测量端与第一测量工作面p之间具有一定的偏差，而此时若直接读取液位测量模块测得的液位值作为液位高度值，将造成液位高度值的测量值较实际值偏小，因此，需对液位测量模块的测量端与第一测量工作面p之间的垂直距离进行修正。
122.具体的，当液位测量模块安装到位后，测量液位测量模块的测量端与第一测量工
作面p之间的垂直距离，得到第二装配修正常数。在本实施例中，所述第二装配修正常数可采用分度值为1mm的直尺或游标卡尺测量得到，当然，在其他的一些实施例中，还可采用其他精度更高的测量仪器测量得到所述第二装配修正常数，进而提高第二装配修正常数的测量精度。
123.s2032：读取液位高度测量值。
124.以液位测量模块的测量零点(也即液位测量模块的测量端)为基准，读取液位测量模块的测量零点至测量时刻水面的液位高度测量值。
125.s2033：计算液位高度值。
126.利用所述第二装配修正常数对所述液位高度测量值进行修正，计算第一测量工作面p至测量时刻的水面之间的垂直距离，得到液位高度值。
127.在本实施例中，所述液位高度值表示为：
128.h3＝h
t
+δh
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
129.其中：h3为液位高度值；h
t
为液位高度测量值；δh
t
为第二装配修正常数。
130.可理解的，在其他的一些实施例中，所述液位测量模块在安装时，也可将液位测量模块的测量零点置于第一测量工作面p内，使液位测量模块测量得到的液位高度测量值即为实际的液位高度值，此时，所述第二装配修正常数为零；又或者可以将液位测量模块通过支架安装在标定板1上，此时，其测量零点位于第一测量工作面p的上方，那么，所述液位高度值表示为：
131.h3＝h
t-δh
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
132.其中：h3为液位高度值；h
t
为液位高度测量值；δh
t
为第二装配修正常数。
133.s204：计算船舶水尺值。
134.根据各船舶水尺对应的第一标定高度值和测量时刻的液位测量模块测量得到的该水尺的液位高度值计算得到测量时刻各水尺的水尺数值，以应用于水尺计重时船舶初始整体纵倾角的计算提供较为准确的数据基础，提高水尺计重的精度。
135.在本实施例中，所述船舶水尺的水尺数值表示为：
136.d
t
＝h
0-h3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
137.其中：d
t
为船舶水尺的水尺数值；h0为第一标定高度值；h3为液位高度值。
138.本实施例的船舶电子水尺的测量方法，通过对第一测量工作面p的标定得到船舶水尺的第一标定高度值，并结合液位高度值，能够准确计算出对应船舶水尺的水尺数值，不受船舶工况及水文环境的限制，增强了类似水尺标志线脱离水面等各种船舶姿态的适应性，并相对于目视读取水尺数据的精度大幅提升，进而提高船舶整体初始纵倾角度值的计算精度，便于后续利用水尺度船舶进行准确计重。
139.实施例3
140.如图9所示，为本实施例的一种船舶水尺勘划方法的流程图。本实施例的船舶水尺勘划方法基于实施例的标定装置实现，具体的，本实施例包括以下步骤：
141.s301：标定第二测量工作面并确定第二标定高度值。
142.在船舶上对应于六面水尺的位置处分别确定一第二安装基准面和一第二测量工作面并对第二测量工作面至船底平面的垂直距离进行计算得到第二标定高度值并标定第二测量工作面。
143.如图10所示，所述步骤s301包括以下子步骤：
144.s3031：确定第二安装基准面。
145.在船舶甲板上对应于船舶水尺的位置处确定一第二安装基准面，用于安装所述标定装置。在本实施例中，所述第二安装基准面位于与船舶纵向位置相对应处的船舷内侧；具体的，在船舶甲板上对应于船舶水尺位置处的船舷内侧形成有一安装区域，在安装区域内刚性装配有至少两个第二装配凸条，所述至少两个第二装配凸条的上表面共面形成所述第二安装基准面。
146.s3032：确定第二测量工作面。
147.在所述第二安装基准面的上方确定一平行于所述第二安装基准面的第二测量工作面。在本实施例中，所述第二测量工作面平行于船底平面，通过对所述第二测量工作面与船底平面之间的垂直距离的测量，能够得到船底平面相对于第二测量工作面之间的垂直距离，并以此实现对第二测量工作面的标定。
148.s3033：装配高度测量模块。
149.在标定的第二测量工作面的位置处对应装配一高度测量模块。具体的，将标定板1装配在第二装配凸条上，并将高度测量模块装配在标定板1上。
150.s3034：测量垂直高度值。
151.采用所述高度测量模块测量所述第二测量工作面至船坞底部的垂直距离，得到一垂直高度值。
152.s3035：测量垂直高度差。
153.对船坞底部至船底平面的垂直距离进行测量，得到一垂直高度差。
154.s3036：确定第三装配修正常数。
155.由于高度测量模块安装在标定板1上，第二测量工作面形成于标定板1的上表面，当高度测量模块安装到位后，其下端(也即测量端)向下穿过标定板1上的装配口并低于第二测量工作面，这使得高度测量模块的测量端与第二测量工作面之间具有一定的偏差，而此时若直接读取高度测量模块测得的垂直高度值为其值船坞底面的值，将较实际值偏小，因此，需对高度测量模块的测量端与第二测量工作面之间的垂直距离进行修正。
156.具体的，当高度测量模块安装到位后，测量高度测量模块的测量端与第二测量工作面之间的垂直距离，得到第三装配修正常数。在本实施例中，所述第三装配修正常数可采用分度值为1mm的直尺或游标卡尺测量得到，当然，在其他的一些实施例中，还可采用其他精度更高的测量仪器测量得到所述第三装配修正常数，进而提高第三装配修正常数的测量精度。
157.s3037：计算第二测量工作面的第二标定高度值。
158.根据所述垂直高度值、垂直高度差以及第三装配修正常数计算第二标定高度值并以所述第二标定高度值对第二测量工作面进行标定。
159.在本实施例中，所述第二标定高度值表示为：
160.h0'＝d
w-δha+δhwꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
161.其中：h0'为第二标定高度值，dw为垂直高度值，δha垂直高度差，δhw为第三装配修正常数。
162.s302：确定塔尺测量组件2的勘划高度值。
163.具体的，首先，根据实际勘划要求设定船舶水尺的目标勘划值，所述目标勘划值及为船舶水尺的各刻度线之间的间距值。然后，根据所述第二标定高度值及目标勘划值确定目标勘划值对应的水尺数值至第二测量工作面的垂直距离，所述目标勘划值对应的水尺数值至第二测量工作面的垂直距离基于所述标定装置实现，该垂直距离即勘划时所述塔尺测量组件2所需调节的塔尺数值。最后，利用激光标记线与塔尺测量组件2的零刻度线之间第一装配修正常数对水尺数值至第二测量工作面的垂直距离进行修正得到勘划高度值。
164.在本实施例中，所述勘划高度值表示为：
165.hr'＝h0'-h2'-δhrꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
166.其中：hr'为勘划高度值，h0'为第二标定高度值，h2'为船舶水尺的目标勘划值，δhr为第一装配修正常数。
167.s303：固定船舶水尺刻度线。
168.根据所述勘划高度值，调节塔尺测量组件2的伸缩长度，使塔尺测量组件2的读数与勘划高度值对应，与此同时，激光发生器31的激光标记线照射至舷墙上形成光标，将船舶水尺刻度线的下沿与激光标记线的光标对齐后，并将所述船舶水尺的刻度线固定在舷墙上。
169.s304：标记水尺数值。
170.根据勘划规范，对各船舶水尺刻度线对应的船舶水尺数值进行标记。
171.本实施例的船舶水尺勘划方法，利用高度测量模块测得垂直高度值、垂直高度差以及第三装配修正常数能够计算得到船坞内的船舶的船底平面至第二测量工作面的第二标定高度值，以对第二测量工作面进行标定，进而通过塔尺测量组件2准确测量勘划高度值，以准确标记船舶水尺的刻度线。

技术特征：

1.一种船舶电子水尺的测量工作面标定方法，其特征在于，包括以下步骤：确定第一安装基准面：在船舶甲板上对应于船舶水尺的位置处确定一第一安装基准面，其中，所述第一安装基准面位于与船舶纵向位置相对应处的船舷内侧；确定第一测量工作面：在所述第一安装基准面的上方确定一平行于所述第一安装基准面的第一测量工作面；标定参考水尺值：在船舶水尺上任意确定一刻度线，并读取该刻度线对应的水尺数值得到一参考水尺值；测量参考高度值：以第一测量工作面为参考基准，测量所述参考水尺值对应的船舶水尺刻度线至第一测量工作面的垂直距离得到一参考高度值；计算第一测量工作面的第一标定高度值：根据所述参考水尺值和参考高度值计算第一测量工作面相对于船底平面垂直距离得到第一标定高度值并以所述第一标定高度值对第一测量工作面进行标定。2.根据权利要求1所述的船舶电子水尺的测量工作面标定方法，其特征在于，所述船舶电子水尺的测量工作面标定方法基于一标定装置实现，所述标定装置包括一装配在所述第一安装基准面上的标定板、一可拆卸装配在所述标定板上并能够沿垂直方向上、下伸缩的塔尺测量组件以及一装配在所述塔尺测量组件对应于远离标定板一端的激光对齐组件，所述第一测量工作面形成于所述标定板的上表面；所述标定板具有一向外伸出船舷以外的装配部，所述装配部上形成有一供塔尺测量组件安装的装配口以及一从标定板的侧面贯通所述装配口的螺纹孔，所述塔尺测量组件可拆卸安装在所述装配口内并以一与所述螺纹孔配合的紧固螺钉固定；所述激光对齐组件包括安装在所述塔尺测量组件对应于远离装配部一端的一激光发生器和一无线图像采集模块以及一与无线图像采集模块通信连接的显示模块，所述激光发生器用于产生一能够与船舶水尺的刻度线对齐的激光标记线，所述无线图像采集模块用于采集激光标记线与船舶水尺的刻度线对齐情况的实时图像，所述显示模块用于对采集激光标记线与船舶水尺的刻度线对齐情况的实时图像进行实时显示。3.根据权利要求2所述的船舶电子水尺的测量工作面标定方法，其特征在于，在所述标定参考水尺值的步骤中，具体方法为：将塔尺测量组件的上端穿过所述装配口，沿竖直方向向下伸长塔尺测量组件，使塔尺测量组件的下端携带激光对齐组件向下移动，并通过显示模块观察激光标记线与船舶水尺的刻度线的对齐情况，当所述激光标记线与船舶水尺上任意一条刻度线的下沿对齐时，经紧固螺钉与螺纹孔的配合锁紧塔尺测量组件，记录此时与所述激光标记线对齐的刻度线对应的水尺数值，得到参考水尺值。4.根据权利要求2所述的船舶电子水尺的测量工作面标定方法，其特征在于，在所述测量参考高度值的步骤中，具体包括以下子步骤：确定第一装配修正常数：测量激光标记线与塔尺测量组件的零刻度线之间的垂直距离，得到一第一装配修正常数；读取塔尺数值：以第一测量工作面为参考基准，读取塔尺测量组件的刻度线与所述第一测量工作面相交位置处的塔尺数值；计算参考高度值：利用所述第一装配修正常数对所述塔尺数值进行修正，计算参考水
尺值至第一测量工作面的垂直距离，得到参考高度值。5.根据权利要求2所述的船舶电子水尺的测量工作面标定方法，其特征在于，在所述计算第一测量工作面的第一标定高度值的步骤中，所述第一标定高度值表示为：h0＝h1+h2其中：h0为第一标定高度值，h1为参考高度值，h2为参考水尺值；所述参考高度值表示为：h1＝h
r
+δh
r
；其中：h
r
为塔尺数值；δh
r
为第一装配修正常数。6.采用如权利要求1～5任一项所述的船舶电子水尺的测量工作面标定方法的电子水尺测量方法，其特征在于，包括以下步骤：标定第一测量工作面：对第一测量工作面至船底平面的垂直距离进行计算得到第一标定高度值并标定第一测量工作面；装配液位测量模块：在标定的第一测量工作面的位置处对应装配一液位测量模块；测量液位高度值：采用液位测量模块测量所述第一测量工作面至测量时刻的水面之间的液位高度值；计算船舶水尺值：根据第一标定高度值和液位高度值计算得到测量时刻的船舶水尺值。7.根据权利要求6所述的电子水尺测量方法，其特征在于，在所述测量液位高度值的步骤中，具体包括以下子步骤：确定第二装配修正常数：测量所述第一测量工作面至液位测量模块的测量零点之间的垂直距离，得到一第二装配修正常数；读取液位高度测量值：以液位测量模块的测量零点为基准，读取液位测量模块的测量零点至测量时刻水面的液位高度测量值；计算液位高度值：利用所述第二装配修正常数对所述液位高度测量值进行修正，计算第一测量工作面至测量时刻的水面之间的垂直距离，得到液位高度值。8.根据权利要求7所述的电子水尺测量方法，其特征在于，在所述计算船舶水尺值的步骤中，所述船舶水尺值标示为：d
t
＝h
0-h3；其中：d
t
为测量时刻的船舶水尺值；h0为第一标定高度值；h3为测量时刻的液位高度值；所述液位高度值表示为：h3＝h
t
+δh
t
；其中，h
t
为测量时刻的液位高度测量值；δh
t
为第二装配修正常数。9.一种船舶水尺勘划方法，其特征在于，基于如权利要求2～5任一项所述的标定装置实现，包括以下步骤：标定第二测量工作面并确定第二标定高度值：确定一第二测量工作面并对第二测量工作面至船底平面的垂直距离进行计算得到第二标定高度值并标定第二测量工作面；确定塔尺测量组件的勘划高度值：设定船舶水尺的目标勘划值，根据所述第二标定高度值及目标勘划值确定目标勘划值对应的水尺数值至第二测量工作面的垂直距离，并利用激光标记线与塔尺测量组件的零刻度线之间第一装配修正常数对水尺数值至第二测量工
作面的垂直距离进行修正得到勘划高度值；所述勘划高度值表示为：h
r
'＝h0'-h2'-δh
r
；其中：h
r
'为勘划高度值，h0'为第二标定高度值，h2'为船舶水尺的目标勘划值，δh
r
为第一装配修正常数；固定船舶水尺刻度线：根据所述勘划高度值，调节塔尺测量组件的伸缩长度，使塔尺测量组件的读数与勘划高度值对应，并将船舶水尺刻度线的下沿与激光标记线对齐后固定所述船舶水尺刻度线；标记水尺数值：根据各船舶水尺刻度线的高度对船舶水尺数值进行标记。10.根据权利要求9所述的船舶水尺勘划方法，其特征在于，在所述标定第二测量工作面并确定第二标定高度值的步骤中，具体包括以下子步骤：确定第二安装基准面：在船舶甲板上对应于船舶水尺的位置处确定一第二安装基准面，其中，所述第二安装基准面位于与船舶纵向位置相对应处的船舷内侧；确定第二测量工作面：在所述第二安装基准面的上方确定一平行于所述第二安装基准面的第二测量工作面；装配高度测量模块：在标定的第二测量工作面的位置处对应装配一高度测量模块；测量垂直高度值：采用高度测量模块测量所述第二测量工作面至船坞底部的垂直距离，得到垂直高度值；测量垂直高度差：测量船坞底部至船底平面的垂直距离得到一垂直高度差；确定第三装配修正常数：测量第二测量工作面与高度测量模块的测量零刻度之间的垂直距离，得到一第三装配修正常数；计算第二测量工作面的第二标定高度值：根据所述垂直高度值、垂直高度差以及第三装配修正常数计算第二标定高度值并以所述第二标定高度值对第二测量工作面进行标定；所述第二标定高度值表示为：h0'＝d
w-δh
a
+δh
w
；其中：h0'为第二标定高度值，d
w
为垂直高度值，δh
a
垂直高度差，δh
w
为第三装配修正常数。

技术总结

本发明公开了一种船舶电子水尺的测量工作面标定方法、测量及勘划方法，包括在船舶甲板上对应于船舶水尺的位置处确定一第一安装基准面，在第一安装基准面的上方确定一平行于第一安装基准面的第一测量工作面，在船舶水尺上任意确定一刻度线，并读取该刻度线对应的水尺数值得到一参考水尺值，以第一测量工作面为参考基准，测量参考水尺值至第一测量工作面的垂直距离得到一参考高度值，根据参考水尺值和参考高度值计算第一测量工作面相对于船底平面垂直距离得到第一标定高度值并以第一标定高度值对第一测量工作面进行标定，操作人员在甲板上即能完成所有标定和测量步骤，安全、简便并有效保证电子水尺测量的整体精度。便并有效保证电子水尺测量的整体精度。便并有效保证电子水尺测量的整体精度。