本發(fā)明涉及水道整治領域，具體涉及一種水下軟體排鋪設施工質(zhì)量的檢測系統(tǒng)及檢測方法。

背景技術：

水道整治工程施工環(huán)境復雜，因此，對水下軟體排鋪設施工質(zhì)量進行實時檢測，顯得非常重要。

常規(guī)方法以人工潛摸的方式，對水下軟體排的鋪設施工質(zhì)量進行監(jiān)控，但這種作業(yè)方式，風險高，效率低，受風浪、天氣等因素的影響較大。另外一種作業(yè)方式是采用側掃聲納系統(tǒng)在水下軟體排鋪設施工完成后進行檢測。檢測時，側掃系統(tǒng)的聲納探頭向水底發(fā)射聲波，然后接收聲波反射，同時向計算機發(fā)送信號，從而將水下物體成像。

雖然側掃聲納系統(tǒng)具有高分辨率及實時成像的功能，能較準確地判別海底目標特征。但是，側掃聲納系統(tǒng)通常采用船尾拖曳式，無法獲取水下聲納的準確位置，多通過聲納探頭與設置在船上的GPS(全球定位系統(tǒng))天線的相對關系，并結合經(jīng)驗來估算聲納探頭的位置。具體的，聲納探頭容易受風浪、水流等因素的影響，致使聲納探頭在水中做無規(guī)則的運動，從而導致測量準確度不高。此外，側掃聲吶系統(tǒng)是在施工完成之后獲取水下物體的圖像，且需在對采集到的數(shù)據(jù)進行糾正處理后才能得到水下物體的圖像，成像過程存在一定的滯后性，無法做到實時檢測，故而效率低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種檢測系統(tǒng)及檢測方法，以解決水下軟體排鋪設施工質(zhì)量檢測準確度不高和檢測效率低的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種檢測方法，用于對水下軟體排鋪設施工質(zhì)量進行檢測，該檢測方法包括：

以實時掃描方式獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的信號；

根據(jù)所述信號，得到水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型；以及

根據(jù)所述圖像模型實時判斷水下軟體排鋪設施工的質(zhì)量。

可選的，獲取所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的信號的方法包括：

以實時掃描方式獲取所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的聲波信號；

根據(jù)所述聲波信號，得到所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型；

其中，獲取所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的聲波信號的方法包括：

通過固定在配重支架上的聲納探頭向水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場發(fā)送第一聲波信號，并通過所述聲納探頭獲取所述第一聲波信號反饋回的第二聲波信號，且所述配重支架與外部機構連接。

可選的，將所述聲納探頭與探測目標的距離設定在3米至5米之間，所述探測目標包括水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場。

可選的，在獲取所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的第二聲波信號的過程中，所述聲納探頭作自轉(zhuǎn)運動。

可選的，所述聲納探頭以可變的角速度作自轉(zhuǎn)運動。

可選的，得到所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型后，以圖形化的方式顯示所述圖像模型，根據(jù)顯示后的所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型，實時判斷所述水下軟體排鋪設施工的質(zhì)量。

本發(fā)明還提供一種檢測系統(tǒng)，用于水下軟體排鋪設施工質(zhì)量檢測，該檢測系統(tǒng)包括通訊連接的采集單元和處理單元，所述檢測系統(tǒng)還包括配重支架，所述采集單元安裝在配重支架上；其中，

所述采集單元以實時掃描方式獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的信號；

所述處理單元根據(jù)接收到的所述信號，得到水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型，以根據(jù)該圖像模型判斷水下軟體排鋪設施工的質(zhì)量。

可選的，所述檢測系統(tǒng)還包括與所述處理單元通訊連接的顯示單元，所述顯示單元以圖形化的方式顯示所述圖像模型，以根據(jù)顯示后的圖像模型判斷水下軟體排鋪設施工的質(zhì)量。

可選的，所述配重支架與外部機構連接。

可選的，所述采集單元包括聲納探頭；

所述聲納探頭向所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場發(fā)送第一聲波信號并獲取所述第一聲波信號反饋的第二聲波信號；

所述處理單元根據(jù)接收到的所述第二聲波信號，得到所述圖像模型。

可選的，所述聲納探頭與探測目標的距離在3米至5米之間，所述探測目標包括水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場。

可選的，所述檢測系統(tǒng)還包括與所述聲納探頭連接的驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元用于驅(qū)動所述聲納探頭自轉(zhuǎn)。

可選的，所述驅(qū)動單元驅(qū)動所述聲納探頭以可變的角速度轉(zhuǎn)動。

可選的，所述配重支架的重量在0.5噸至3噸之間。

綜上所述，本發(fā)明提供的檢測方法及檢測系統(tǒng)，以實時掃描方式獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的信號，并根據(jù)該信號得到水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型，以根據(jù)該圖像模型實時判斷水下軟體排鋪設施工的質(zhì)量，這樣的檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了在線實時檢測水下軟體排鋪設施工過程中的施工質(zhì)量的目的，從而提升了檢測效率。

特別的，本發(fā)明的檢測方法和檢測系統(tǒng)利用固定在配重支架上的聲納探頭深入水下，來獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的聲波信號，確保了聲納探頭在水下觀測時的穩(wěn)定性，使聲納探頭不會因受到風浪、水流等因素的影響，而在水中做無規(guī)則運動，從而保證了成像的清晰度和準確度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例提供的檢測方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一實施例提供的檢測系統(tǒng)的結構框圖；

圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的檢測系統(tǒng)的結構框圖。

附圖標記說明如下：

201-配重支架；202-采集單元；203-處理單元；204-顯示單元；

301-GPS信號接收裝置；302-USB連接線；303-客戶端；304-甲板單元；

305-通訊電纜；306-通訊電纜。

具體實施方式

下面將結合附圖1至附圖3以及具體實施例，對本發(fā)明提出的檢測方法及檢測系統(tǒng)進行更詳細的描述。根據(jù)下列描述和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

首先，本實施例提供了一種檢測方法，用于對水下軟體排鋪設施工質(zhì)量進行檢測，該檢測方法的實現(xiàn)過程可參閱圖1，圖1為本發(fā)明實一實施例提供的檢測方法的流程圖，如圖1所示，所述檢測方法包括：

步驟S101：以實時掃描方式獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的信號；

步驟S102：根據(jù)水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的信號，得到水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型；

步驟S103：根據(jù)所述圖像模型，實時判斷水下軟體排鋪設施工的質(zhì)量。

本實施例中，獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的信號的過程包括：

步驟1：以實時掃描方式獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的聲波信號；

步驟2：根據(jù)水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的聲波信號，得到水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型。

其中，得到所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型后，優(yōu)選以圖形化的方式實時顯示該水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型，以便于根據(jù)經(jīng)顯示后的所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型，實時判斷所述水下軟體排鋪設施工的質(zhì)量。

優(yōu)選的，人工根據(jù)經(jīng)顯示后的所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型判斷水下軟體排鋪設施工的質(zhì)量。

圖2為本發(fā)明一實施例提供的檢測系統(tǒng)200的結構框圖，如圖2所示，所述檢測系統(tǒng)200包括依次通訊連接的采集單元202、處理單元203和顯示單元204，更優(yōu)選還包括配重支架201。其中，顯示單元204是可選的。所述處理單元203可采用現(xiàn)有的PLC等控制器，本領域技術人員在本申請公開的內(nèi)容基礎上，應當知曉如何實現(xiàn)控制器與其他設備諸如采集單元202以及顯示單元204之間的通訊。

具體的檢測過程包括：首先采集單元202以實時掃描方式獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的信號；之后，處理單元203根據(jù)接收到的水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場反饋回的信號，優(yōu)選以數(shù)據(jù)處理方式得到水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型；接著，優(yōu)選顯示單元204以圖形化的方式顯示所述水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型，以便于人或非人工的方式根據(jù)經(jīng)顯示單元204顯示的圖像模型，實時判斷水下軟體排鋪設施工的質(zhì)量。

特別的，采集單元202安裝于配重支架201上，配重支架201優(yōu)選與外部機構連接，以保證采集單元202在水下觀測時的穩(wěn)定性。

其中，采集單元202、處理單元203以及顯示單元204之間的連接可以通過通訊電纜連接，也可以通過無線信號進行通訊連接。

采集單元202可以是聲納探頭，所述聲納探頭向水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場發(fā)送第一聲波信號后，另獲取所述第一聲波信號反饋回的第二聲波信號，并發(fā)送給處理單元203。處理單元203根據(jù)接收到的第二聲波信號，處理得到水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的圖像模型。顯示單元204將所述圖像模型以圖形化的方式顯示，得到水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的實時圖像，以便于人工通過觀看該圖像即可快速判斷軟體排鋪設施工的情況。所述聲波信號例如是超聲波信號。

本實施例中，所述聲納探頭與鋪設的水下軟體排的距離控制在3米至5米之間，該距離更有利于聲納掃描成像，確保得到清晰的圖像。優(yōu)選的，所述聲納探頭以可拆卸的方式或不可拆卸的方式固定安裝在一配重支架201上，這樣可以保證聲納探頭在水下觀測時穩(wěn)定，使聲納探頭不易受水流和風浪的影響而晃動，有利于提高數(shù)據(jù)采集的準確度以及物體成像的清晰度。

較佳方案中，配重支架201的重量在0.5噸至3噸之間，一方面降低水下作業(yè)的難道，另一方面降低成本。所述外部機構包括但不限于船載吊機，所述船載吊機可驅(qū)動配重支架201運動，以將攜帶聲納探頭的配重支架201放入水中或自水中取出聲納探頭。

更進一步的，所述聲納探頭優(yōu)選以自轉(zhuǎn)的方式獲取所述聲波信號，更優(yōu)選以可變的角速度轉(zhuǎn)動。本實施例中，所述聲納探頭之轉(zhuǎn)動的角速度可人為設定，例如操作人員通過處理單元203控制聲納探頭以一定的角速度對水下軟體排進行掃描檢測。在其他實施例中，所述檢測系統(tǒng)200還包括驅(qū)動單元(未圖示)，該驅(qū)動單元與聲納探頭連接，以驅(qū)動聲納探頭作自轉(zhuǎn)運動。所述驅(qū)動單元可以是電機等電驅(qū)動裝置。

接著，圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的檢測系統(tǒng)300的結構示意圖，如圖3所示，所述檢測系統(tǒng)300包括GPS信號接收裝置301、USB接線302、客戶端303、甲板單元304、通訊電纜305以及聲納探頭306。

甲板單元304為檢測系統(tǒng)300與電源之間的接線端，用以為檢測系統(tǒng)300提供電力，該甲板單元304上設有用以控制檢測系統(tǒng)300供電通斷的電源開關。GPS定位裝置301是接收全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星信號并確定地面空間位置的儀器。GPS衛(wèi)星發(fā)送的導航定位信號，是一種可供無數(shù)用戶共享的信息資源。

檢測時，聲納探頭306安裝在一配重支架上，該配重支架重1.5噸；之后，用鋪排施工船上的船載吊機將該配重支架吊起，并于鋪排翻版兩側的任意一側下放入水，下放過程中，將聲納探頭306下放至離軟體排3米到5米之間的距離。

下放入水后的具體檢測過程如下：

操作人員首先打開位于甲板單元304上的電源開關。然后，操作人員通客戶端303(客戶端包括但不限于電腦和/或手機)控制聲納探頭306以一定的角速度旋轉(zhuǎn)，對軟體排鋪設施工質(zhì)量進行實時掃描檢測；

在掃描檢測過程中，聲納探頭306向鋪設中的軟體排發(fā)送聲波，并接收該聲波反饋回來的聲波信號；然后，聲波信號通過通訊電纜305被傳送給客戶端303，同時，GPS信號接收裝置301接收來自于聲納探頭306的位置數(shù)據(jù)，并將聲納探頭306的位置數(shù)據(jù)通過USB連接線302傳送給客戶端303；客戶端303根據(jù)接收到的位置數(shù)據(jù)以及聲波信號，處理得到水下軟體排鋪設施工的圖像模型?？蛻舳?03可通過其圖形化的界面顯示該水下軟體排鋪設施工的圖像模型，以便于操作人員根據(jù)顯示的圖像判斷水下軟體排鋪設施工的狀況。

舉例來說，多個寬度為5m的混泥土方塊排列構成一寬度為25m的軟體排，施工要求為，將寬度為25m的多個軟體排在水下重疊成3m至6m的高度。之后，通過本實施例的檢測系統(tǒng)300對各個軟體排拼接位置處進行實時成像，以使得操作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)不合格情況，并立即采取糾正措施，保證每個軟體排的安放符合施工要求。

在上述實施例中，優(yōu)選以三維實時掃描的方式獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的信號，以獲取水下軟體排鋪設施工現(xiàn)場的三維圖像模型，從而根據(jù)三維圖形模型，更直觀地判斷施工質(zhì)量，提升檢測的準確性。

上述實施例提供的檢測方法及檢測系統(tǒng)中，將聲納探頭搭配配重支架安裝，使聲納探頭不會因受到風浪、水流等因素的影響，而在水中做無規(guī)則的運動，從而有效提升了成像檢測的準確度。同時，本發(fā)明的檢測方法和檢測系統(tǒng)在水下軟體排鋪設施工過程中，對鋪設施工的現(xiàn)場狀況進行檢測，提升了檢測效率，克服了因成像與施工現(xiàn)場不同步所帶來的質(zhì)量問題。

上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不對本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的技術方案的范圍內(nèi)，對本發(fā)明揭露的技術方案和技術內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發(fā)明的技術方案的內(nèi)容，仍屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。