[发明专利]船舶水下部分轮廓尺寸检测系统及其检测方法

权利要求书

1.船舶水下部分轮廓尺寸检测系统，其特征在于，包括有水下激光扫描装置、水下拍摄装置、图像处理子系统、升降装置和传输电缆，其中：

水下激光扫描装置包括光学部分和转动部分，光学部分包括有沿同一光轴依序安装的激光发生器、激光扩束镜和光学平凹柱面镜；转动部分包括有全反射镜和步进电机，步进电机的转动轴通过全反射镜镜心且与镜面平行；转动部分的转动轴垂直于光学部分的光轴；

升降装置包括水平支架、垂直导轨和传动电机，垂直导轨安装在水岸边，并垂直于水面，水平支架垂直于该垂直导轨，其支撑点安装在垂直导轨的轨道中，并与传动电机电连接；

水下激光扫描装置和水下拍摄装置均安装放置在升降装置的水平支架上，并通过传输电缆与图像处理子系统连接。

2.根据权利要求1所述的船舶水下部分轮廓尺寸检测系统，其特征在于，水下激光扫描装置中的激光发生器或者为一种蓝绿激光器，或者为一种绿光激光器，或者为一种蓝光激光器。

3.根据权利要求1所述的船舶水下部分轮廓尺寸检测系统，其特征在于，水下拍摄装置包括有两台或两台以上的高分辨率CCD照相机，该多台的CCD照相机分别放置在水下激光扫描装置的两侧。

4.根据权利要求1所述的船舶水下部分轮廓尺寸检测系统，其特征在于，图像处理子系统包括有与传动电机连接的信号接收模块、中央处理模块、与水下拍摄装置连接的信号传送模块、与水下激光扫描装置连接的控制模块，信号接收模块、信号传送模块和控制模块分别与中央处理模块连接。

5.船舶水下部分轮廓尺寸检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一种如权利要求1所述的船舶水下部分轮廓尺寸检测系统， 启动传动电机，其带动放置有水下激光扫描装置和水下拍摄装置的水平支架沿着垂直导轨没入水中，并下降到设定位置，

启动水下激光扫描装置和水下拍摄装置，水下激光扫描装置中的激光发生器受触发产生线性激光，并传射到激光扩束镜，激光扩束镜接收线性激光并转换成激光束，同时控制激光束的发散角；

激光扩束镜将激光束传射到光学平凹柱面镜，由光学平凹柱面镜将该激光束转换成片状激光束，并传射到全反射镜上，全反射镜产生的反射激光光束与水下部分的船体相交出现为一平面曲线，也就是激光照明线，

水下拍摄装置拍摄上述扫描过程中激光在水下船体上产生的激光照明线所形成的图像，并将该图像信息传送给图像处理子系统；

图像处理子系统接收并处理水下拍摄装置传送的图像信息，利用不同图像上激光照明线存在的视角差，计算出该处船体水下部分实际三维轮廓信息，从而获得该处船体水下部分的轮廓尺寸；

此时使全反射镜在步进电机的作用下旋转，从而改变片状激光束在全反射镜上的入射点，使全反射镜产生的反射激光跟随旋转，扫描船体的水下部分；每旋转一个角度，水下拍摄装置就将拍摄的图像信息传送给图像处理子系统，图像处理子系统根据所计算的扫描过程的多个轮廓尺寸进行综合分析、计算、处理，获得船体一侧水下部分的三维外形轮廓信息，并进行存储。

6.根据权利要求5所述的船舶水下部分轮廓尺寸检测方法，其特征在于，水下激光扫描装置中的激光发生器或者为一种蓝绿激光器，或者为一种绿光激光器，或者为一种蓝光激光器。

7.根据权利要求5所述的船舶水下部分轮廓尺寸检测方法，其特征在于，水下拍摄装置包括有两台或两台以上的高分辨率CCD照相机，该多台的CCD照相机分别放置在水下激光扫描装置的两侧。

8.根据权利要求5所述的船舶水下部分轮廓尺寸检测方法，其特征在于，图像处理子系统包括有与传动电机连接的信号接收模块、中央处理模块、与水下拍摄装置连接的信号传送模块、与水下激光扫描装置连接的控制模块，信号接收模块、信号传送模块和控制模块分别与中央处理模块连接。

9.根据权利要求5所述的船舶水下部分轮廓尺寸检测方法，其特征在于，全反射镜完成水平面的扫描后，传送电机再次调整水平支架的高度，改变全反射镜的扫描平面，再次对新调整的高度平面进行扫描。