[发明专利]一种水线智能识别系统及定位方法

权利要求书

1.一种水线智能识别的定位方法，其特征在于，采用了一种水线智能识别系统，所述水线智能识别系统包括激光雷达、云台、控制中枢和安装支柱；云台和控制中枢均安装在固定支柱上，激光雷达安装在云台上；

所述云台为双自由度高精度自动化云台，能实现高精度的水平角及垂直角旋转；

所述激光雷达采用单线高精度激光雷达；

所述控制中枢用于采集和处理激光雷达测距数据，并发送控制指令调整云台的水平角和垂直角；

水线智能识别的定位方法包括以下步骤：

步骤一：空间初始化；在监控区域设定一个控制网格；设定坐标系，设水线识别系统的运动中心为坐标原点，面朝干滩正前视向为X轴，左边为Y轴，垂直向上为Z轴；

步骤二：水位获取；通过渗压计或物位仪获得当前液面水位高程；

步骤三：断面水线点预测；通过智能识别算法获得待测断面水线点的预测坐标；控制中枢根据预测坐标信息换算出云台需旋转角度，并向云台发送旋转指令；智能识别算法获得预测坐标的计算公式如下：

其中，为本次测量水位高程，为上次测量水位高程，为前序测量断面当次测量水线轴向长度，为前序测量断面上次测量水线轴向长度，为前前序测量断面当次测量水线轴向长度，为前前序测量断面上次测量水线轴向长度，为断面切割标准点，是固定值

步骤四：水线点实测对比；云台带动激光雷达旋转并瞄准断面水线点进行测距，通过测得距离和云台水平角和垂直角计算得到断面水线点的实际高程，进而得到预测的断面水线点坡比为，对实际高程与水面高程进行比较；

步骤五：水线点预测位置调整；获得高差，X轴线的预测值更新，更新后断面水线点的预测位置为；依次往复，直至；

步骤六：对断面水线点校核；设定断面的水线前向为水面，水线后向为干滩，对断面水线点依次进行前向拟合和后向拟合；所述断面水线点前向拟具体是：设定测量精度为m，将预测位置往水线前向移动m，测量Z值是否等于H，若Z=H，则前向拟合达到要求；若Z不等于H，则复测，如复测属实，则判定为测得水线点有误，将预测位置继续往水线前向推进m，直至前向拟合达到要求；

所述断面水线点的后向拟合包括以下步骤：

步骤a：设定测量精度为m，将预测位置往水线后向移动2m；

步骤b：测量Z值是否等于H，若ZH，则执行步骤c；若Z=H，则执行步骤d；

步骤c：将预测位置往水线前向移动m，继续测量Z值，若Z值等于H则获得终值，否则继续往水线前向移动，且每次移动距离为上一次移动距离的，直到Z=H；

步骤d：将预测位置继续往水线后向移动2m，直至ZH，然后执行步骤c，获得终值；

步骤七：重复步骤三至步骤六，测得下一个断面水线点的坐标；

步骤八：水线点确认；将所有断面水线点依序进行连接，及生成该监测区域的水线。