[发明专利]一种防波堤槽型方块水下安装可视化系统及操作方法

权利要求书

1.一种防波堤槽型方块水下安装可视化系统，其特征在于，包括：

第一RTK定位模块，所述第一RTK定位模块安装于施工作业船上，用于确定施工作业船的位置；

第二RTK定位模块，所述第二RTK定位模块安装于吊机顶部，用于确定吊机顶部的位置；

第三RTK定位模块，所述第三RTK定位模块安装于吊梁工装中心位置，用于确定钢缆入水点的位置；

倾角传感器，所述倾角传感器安装于施工作业船上，用于确定施工作业船的姿态；

惯性测量单元，所述惯性测量单元安装于方块吊具上，用于确定方块吊具的位移倾向；

水深仪，所述水深仪安装于方块吊具上，用于确定方块吊具的水深；

编码器，所述编码器安装于吊机顶部，用于确定钢缆放缆长度。

2.根据权利要求1所述的一种防波堤槽型方块水下安装可视化系统，其特征在于，还包括信号采集箱，所述信号采集箱与第一RTK定位模块、第二RTK定位模块、第三RTK定位模块、倾角传感器、惯性测量单元、水深仪和编码器建立通信连接；所述第一RTK定位模块、第二RTK定位模块和第三RTK定位模块与GNSS系统建立通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种防波堤槽型方块水下安装可视化系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与信号采集箱建立通信连接，用于通过信号采集箱获取施工作业船的位置、施工作业船的姿态、吊机顶部的位置、钢缆入水点的位置、方块吊具的位移倾向、方块吊具的水深和钢缆放缆长度，计算方块的安装位置、安装深度、安装方向和安装姿态。

4.根据权利要求3所述的一种防波堤槽型方块水下安装可视化系统，其特征在于，所述计算方块的安装位置，具体包括以下步骤：

建立右手系空间直角坐标系，将吊机顶部坐标确定为A(x1,y1,z1)，吊梁工装中心坐标确定为B(x2,y2,z2)，方块吊具坐标确定为C(x3,y3,z3)；

方块的安装位置通过方块吊具坐标C(x3,y3,z3)表示，通过第二RTK定位模块和吊机参数确定吊机顶部坐标A(x1,y1,z1)，通过第三RTK定位模块确定吊梁工装中心坐标B(x2,y2,z2)；

通过下述公式确定钢缆AB在x方向与z轴的夹角α和钢缆AB在y方向与z轴的夹角α'：

sinα＝(x2-x1)/L_AB

sinα'＝(y2-y1)/L_AB

其中，L_AB为钢缆放缆长度；

通过α和α'确定方块吊具坐标C(x3,y3,z3)：

x3＝L_BC*sinα+x2

y3＝L_BC*sinα'+y2

z3通过方块吊具的水深确定，L_BC为吊梁工装至方块吊具的钢缆长度，通过吊机参数确定；

通过施工作业船的位置和姿态对(x3,y3,z3)进行修正，得到方块的安装位置。

5.根据权利要求3所述的一种防波堤槽型方块水下安装可视化系统，其特征在于，所述计算方块的安装深度、安装方向和安装姿态，具体包括以下步骤：

根据方块吊具的水深确定方块的安装深度；

根据方块吊具的位移倾向确定方块的安装方向和安装姿态；

通过施工作业船的位置和姿态对方块的安装深度、安装方向和安装姿态进行修正。

6.根据权利要求3所述的一种防波堤槽型方块水下安装可视化系统，其特征在于，所述上位机还用于将方块的安装位置、安装深度、安装方向和安装姿态与预设安装信息进行对比，显示与预设安装信息的偏差值。

7.根据权利要求6所述的一种防波堤槽型方块水下安装可视化系统，其特征在于，所述显示与预设安装信息的偏差值，具体通过建立三维立体图像方式显示；在所述三维立体图像上模拟方块的安装位置、安装深度、安装方向和安装姿态。

8.根据权利要求3所述的一种防波堤槽型方块水下安装可视化系统，其特征在于，所述上位机安装于吊机操作室。