本發(fā)明涉及一種監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，特別是涉及應(yīng)用于船舶領(lǐng)域的一種船塢環(huán)境下船舶總段合攏的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在船舶總段合攏的過程中，為確保合攏精度，通常會(huì)采用全站儀對(duì)船體中心線以及預(yù)設(shè)靶點(diǎn)進(jìn)行多次精密測量。全站儀作為一種集電子經(jīng)緯儀和光電測距儀于一體的先進(jìn)測量儀器，能夠高精度地測定目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，從而準(zhǔn)確反映出船體各部分的空間位置關(guān)系。其工作原理是通過內(nèi)置的精密光學(xué)系統(tǒng)和電子測距裝置，結(jié)合全站儀內(nèi)部計(jì)算軟件，快速而準(zhǔn)確地計(jì)算出測量點(diǎn)與全站儀之間的水平距離、垂直角度以及水平角度，進(jìn)而推算出測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在多次測量中，測量人員會(huì)在不同位置架設(shè)全站儀，對(duì)船體中心線和靶點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)觀測，并根據(jù)每次測量的結(jié)果對(duì)船舶總段進(jìn)行微調(diào)，以逐步逼近設(shè)計(jì)要求的精度。然而，這種依賴人工多次測量和調(diào)整的方法，不僅操作繁瑣，效率低下，還容易受到人為因素的影響。

2、現(xiàn)有公開號(hào)為cn114701618b的專利公開了一種基于總段建造的船舶精度控制方法，該精度控制方法是采用分段轉(zhuǎn)移基準(zhǔn)、逐級(jí)提高精度、分布實(shí)施補(bǔ)償?shù)木瓤刂萍夹g(shù)方案，首先明確控制事件及對(duì)應(yīng)精度目標(biāo)值，然后確定精度控制方案，通過設(shè)置精度調(diào)整的優(yōu)先級(jí)，實(shí)際測量并分析事件的精度，最后實(shí)施相應(yīng)的精度補(bǔ)償措施，最終實(shí)現(xiàn)了船舶精度的有效控制。該精度控制方法解決了船舶總段建造時(shí)精度控制難度大的問題，縮短了工程建造時(shí)間，提高了船舶建造效率，同時(shí)安全可靠，保證了現(xiàn)場施工安全。本發(fā)明有效的解決了船舶總段建造時(shí)總段合攏、基座及設(shè)備的定位安裝上精度誤差難以控制的問題，提高了船舶建造質(zhì)量和建造效率，從而有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值；

3、上述現(xiàn)有技術(shù)采用多級(jí)精度控制，提高精度控制效果，但是在進(jìn)行總段合攏過程過程中采用全站儀對(duì)船體位置和姿態(tài)進(jìn)行測量控制，依賴人工多次頻繁操作，低效繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有船舶總段合攏中采用全站儀進(jìn)行合攏精度控制的方式低效繁瑣。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種船塢環(huán)境下船舶總段合攏的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括安裝在每個(gè)船舶總段上的監(jiān)測組件以及與監(jiān)測組件通訊連接的控制終端；監(jiān)測組件包括多個(gè)監(jiān)測裝置，多個(gè)監(jiān)測裝置均固定在總段舷壁上的等高位置，且位于船舶總段同一端的兩個(gè)監(jiān)測裝置呈對(duì)稱設(shè)置；

3、監(jiān)測裝置包括安裝座，安裝座通過電磁吸盤與總段舷壁固定連接，安裝座外側(cè)鉸接有隨動(dòng)臂，隨動(dòng)臂連接有轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸，隨動(dòng)臂上固定連接有電子水平儀，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)和電子水平儀配合使得隨動(dòng)臂在船舶總段擺動(dòng)過程中始終保持水平狀態(tài)，隨動(dòng)臂上還固定連接有朝向船塢室內(nèi)壁的水平紅外傳感器以及朝向船塢室地面的垂直紅外傳感器；

4、控制終端包括建模模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊，建模模塊用來將待合攏的船舶總段和船塢進(jìn)行建模，建模模塊連接有監(jiān)測點(diǎn)選擇模塊，監(jiān)測點(diǎn)選擇模塊用來在模型上選取監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測點(diǎn)選擇模塊連接有合攏數(shù)據(jù)獲取模塊；數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊的輸入端與多個(gè)監(jiān)測裝置連接，數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊用來獲取監(jiān)測裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊和合攏數(shù)據(jù)獲取模塊均與同一數(shù)據(jù)比較模塊連接，數(shù)據(jù)比較模塊用來比較實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和合攏要求數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)比較模塊連接有控制模塊，控制模塊的輸出端分別連接有顯示模塊和預(yù)警模塊，顯示模塊用來顯示監(jiān)測裝置獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)警模塊生成預(yù)警指令進(jìn)行預(yù)警。

5、在上述船塢環(huán)境下船舶總段合攏的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)中，通過登高設(shè)置在船舶總段船舷壁上的四個(gè)監(jiān)測裝置以及控制終端，對(duì)船舶總段的姿態(tài)和位置進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測并及時(shí)發(fā)出預(yù)警。

6、作為本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)，監(jiān)測組件還包括中心監(jiān)測設(shè)備，中心監(jiān)測設(shè)備包括分別固定安裝在待合攏的兩個(gè)船舶總段的拼接端的中心紅外傳感器和反光板，中心紅外傳感器和反光板相對(duì)設(shè)置且分別固定在所在船舶總段的中心線上。

7、作為本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)，包括如下步驟：

8、步驟一，建模，基于船塢的規(guī)格數(shù)據(jù)和待合攏的船舶總段規(guī)格數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，獲得建模模型；

9、步驟二，基于步驟一的建模模型，在總段舷壁上選取四個(gè)等高的監(jiān)測點(diǎn)；

10、步驟三，基于步驟二選取的四個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，在建模模型上獲取在四個(gè)監(jiān)測點(diǎn)上的合攏要求數(shù)據(jù)，合攏要求數(shù)據(jù)包括每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)距離船塢室內(nèi)壁之間的水平距離以及監(jiān)測點(diǎn)距離船塢室地面的垂直距離；

11、步驟四，在合攏操作前，將四個(gè)監(jiān)測裝置安裝在總段舷壁上的四個(gè)監(jiān)測點(diǎn)；

12、步驟五，合攏操作時(shí)，四個(gè)監(jiān)測裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至控制終端，控制終端將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與合攏要求數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與合攏要求數(shù)據(jù)不同時(shí)，進(jìn)行預(yù)警提醒。

13、作為本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)，在步驟五中，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與合攏要求數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的方法包括如下步驟：

14、s1，定義監(jiān)測組件中的四個(gè)監(jiān)測裝置分別為第一監(jiān)測裝置和第二監(jiān)測裝置、第三監(jiān)測裝置和第四監(jiān)測裝置，其中，第一監(jiān)測裝置和第二監(jiān)測裝置為位于船舶總段同一端且對(duì)稱設(shè)置，第三監(jiān)測裝置和第四監(jiān)測裝置為位于船舶總段另一端且對(duì)稱設(shè)置；

15、基于建模模型獲得第一監(jiān)測點(diǎn)和第二監(jiān)測點(diǎn)距離船塢室內(nèi)壁的水平距離為s01；基于建模模型獲得第三監(jiān)測點(diǎn)和第四監(jiān)測點(diǎn)距離船塢室內(nèi)壁的水平距離為s02；基于建模模型獲得第一監(jiān)測點(diǎn)、第二監(jiān)測點(diǎn)、第三監(jiān)測點(diǎn)和第四監(jiān)測點(diǎn)距離船塢室地面的垂直距離為h0；

16、定義第一監(jiān)測裝置、第二監(jiān)測裝置、第三監(jiān)測裝置和第四監(jiān)測裝置上的垂直紅外傳感器測得的監(jiān)測點(diǎn)距離船塢室地面的垂直距離的四個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)值分別為h1,h2,h3和h4；

17、定義第一監(jiān)測裝置、第二監(jiān)測裝置、第三監(jiān)測裝置和第四監(jiān)測裝置上的水平紅外傳感器測得的監(jiān)測點(diǎn)距離船塢室內(nèi)壁的水平距離的四個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)值分別為s1,s2,s3和s4；

18、s2，當(dāng)h1＝h2＝h3＝h4＝h0、s1＝s2＝s01、s3＝s4＝s02三組等式中有任一一組不成立時(shí)，預(yù)警模塊都會(huì)發(fā)出預(yù)警。

19、作為本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)，水平紅外傳感器和垂直紅外傳感器均為紅外距離傳感器。

20、作為本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)，預(yù)警模塊包括姿態(tài)預(yù)警單元、位置預(yù)警單元、距離預(yù)警單元，姿態(tài)預(yù)警單元在船舶總段的姿態(tài)非水平時(shí)發(fā)出姿態(tài)預(yù)警指令，位置預(yù)警單元在船舶總段不在合攏要求的位置上時(shí)發(fā)出位置預(yù)警指令，距離預(yù)警單元在兩端船舶總段的距離小于設(shè)定預(yù)警距離時(shí)發(fā)出距離預(yù)警指令。

21、作為本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)，控制終端還包括速度計(jì)算模塊，速度計(jì)算模塊的輸出端與數(shù)據(jù)比較模塊連接，速度計(jì)算模塊包括計(jì)時(shí)單元、距離計(jì)算單元和速度計(jì)算單元，速度計(jì)算模塊與中心監(jiān)測設(shè)備的輸出端連接；速度計(jì)算模塊對(duì)兩段船舶總段的實(shí)時(shí)接近速度進(jìn)行計(jì)算，數(shù)據(jù)比較模塊將計(jì)算的實(shí)時(shí)接近速度與設(shè)定的合攏速度進(jìn)行比較，預(yù)警模塊還包括速度預(yù)警單元，當(dāng)實(shí)時(shí)接近速度大于設(shè)定的合攏速度，則速度預(yù)警單元發(fā)出速度預(yù)警指令。

22、綜上所述，本發(fā)明通過設(shè)置在船舶總段舷壁等高點(diǎn)上的監(jiān)測裝置，對(duì)船舶總段距離船塢室內(nèi)壁的水平距離以及船舶總段距離船塢室地面的垂直距離進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與建模獲取的合攏要求數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與合攏要求數(shù)據(jù)不同時(shí)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工采用全站儀對(duì)多個(gè)靶點(diǎn)進(jìn)行測量定位的方式，極大的提高了船舶總段合攏時(shí)的監(jiān)測效率以及預(yù)測的及時(shí)性，進(jìn)而提高了合攏操作時(shí)的安全性和操作的效率；同時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)隨動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)使得隨動(dòng)臂上的水平紅外傳感器和垂直紅外傳感器分別保持水平測量狀態(tài)和垂直測量狀態(tài)，提高測量的準(zhǔn)確性。