检测系统及检测方法与流程

本发明涉及水道整治领域，具体涉及一种水下软体排铺设施工质量的检测系统及检测方法。

背景技术：

水道整治工程施工环境复杂，因此，对水下软体排铺设施工质量进行实时检测，显得非常重要。

常规方法以人工潜摸的方式，对水下软体排的铺设施工质量进行监控，但这种作业方式，风险高，效率低，受风浪、天气等因素的影响较大。另外一种作业方式是采用侧扫声纳系统在水下软体排铺设施工完成后进行检测。检测时，侧扫系统的声纳探头向水底发射声波，然后接收声波反射，同时向计算机发送信号，从而将水下物体成像。

虽然侧扫声纳系统具有高分辨率及实时成像的功能，能较准确地判别海底目标特征。但是，侧扫声纳系统通常采用船尾拖曳式，无法获取水下声纳的准确位置，多通过声纳探头与设置在船上的GPS(全球定位系统)天线的相对关系，并结合经验来估算声纳探头的位置。具体的，声纳探头容易受风浪、水流等因素的影响，致使声纳探头在水中做无规则的运动，从而导致测量准确度不高。此外，侧扫声呐系统是在施工完成之后获取水下物体的图像，且需在对采集到的数据进行纠正处理后才能得到水下物体的图像，成像过程存在一定的滞后性，无法做到实时检测，故而效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种检测系统及检测方法，以解决水下软体排铺设施工质量检测准确度不高和检测效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种检测方法，用于对水下软体排铺设施工质量进行检测，该检测方法包括：

以实时扫描方式获取水下软体排铺设施工现场反馈回的信号；

根据所述信号，得到水下软体排铺设施工现场的图像模型；以及

根据所述图像模型实时判断水下软体排铺设施工的质量。

可选的，获取所述水下软体排铺设施工现场的信号的方法包括：

以实时扫描方式获取所述水下软体排铺设施工现场反馈回的声波信号；

根据所述声波信号，得到所述水下软体排铺设施工现场的图像模型；

其中，获取所述水下软体排铺设施工现场反馈回的声波信号的方法包括：

通过固定在配重支架上的声纳探头向水下软体排铺设施工现场发送第一声波信号，并通过所述声纳探头获取所述第一声波信号反馈回的第二声波信号，且所述配重支架与外部机构连接。

可选的，将所述声纳探头与探测目标的距离设定在3米至5米之间，所述探测目标包括水下软体排铺设施工现场。

可选的，在获取所述水下软体排铺设施工现场反馈回的第二声波信号的过程中，所述声纳探头作自转运动。

可选的，所述声纳探头以可变的角速度作自转运动。

可选的，得到所述水下软体排铺设施工现场的图像模型后，以图形化的方式显示所述图像模型，根据显示后的所述水下软体排铺设施工现场的图像模型，实时判断所述水下软体排铺设施工的质量。

本发明还提供一种检测系统，用于水下软体排铺设施工质量检测，该检测系统包括通讯连接的采集单元和处理单元，所述检测系统还包括配重支架，所述采集单元安装在配重支架上；其中，

所述采集单元以实时扫描方式获取水下软体排铺设施工现场反馈回的信号；

所述处理单元根据接收到的所述信号，得到水下软体排铺设施工现场的图像模型，以根据该图像模型判断水下软体排铺设施工的质量。

可选的，所述检测系统还包括与所述处理单元通讯连接的显示单元，所述显示单元以图形化的方式显示所述图像模型，以根据显示后的图像模型判断水下软体排铺设施工的质量。

可选的，所述配重支架与外部机构连接。

可选的，所述采集单元包括声纳探头；

所述声纳探头向所述水下软体排铺设施工现场发送第一声波信号并获取所述第一声波信号反馈的第二声波信号；

所述处理单元根据接收到的所述第二声波信号，得到所述图像模型。

可选的，所述声纳探头与探测目标的距离在3米至5米之间，所述探测目标包括水下软体排铺设施工现场。

可选的，所述检测系统还包括与所述声纳探头连接的驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述声纳探头自转。

可选的，所述驱动单元驱动所述声纳探头以可变的角速度转动。

可选的，所述配重支架的重量在0.5吨至3吨之间。

综上所述，本发明提供的检测方法及检测系统，以实时扫描方式获取水下软体排铺设施工现场反馈回的信号，并根据该信号得到水下软体排铺设施工现场的图像模型，以根据该图像模型实时判断水下软体排铺设施工的质量，这样的检测系统实现了在线实时检测水下软体排铺设施工过程中的施工质量的目的，从而提升了检测效率。

特别的，本发明的检测方法和检测系统利用固定在配重支架上的声纳探头深入水下，来获取水下软体排铺设施工现场反馈回的声波信号，确保了声纳探头在水下观测时的稳定性，使声纳探头不会因受到风浪、水流等因素的影响，而在水中做无规则运动，从而保证了成像的清晰度和准确度。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的检测方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的检测系统的结构框图；

图3为本发明优选实施例提供的检测系统的结构框图。

附图标记说明如下：

201-配重支架；202-采集单元；203-处理单元；204-显示单元；

301-GPS信号接收装置；302-USB连接线；303-客户端；304-甲板单元；

305-通讯电缆；306-通讯电缆。

具体实施方式

下面将结合附图1至附图3以及具体实施例，对本发明提出的检测方法及检测系统进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

首先，本实施例提供了一种检测方法，用于对水下软体排铺设施工质量进行检测，该检测方法的实现过程可参阅图1，图1为本发明实一实施例提供的检测方法的流程图，如图1所示，所述检测方法包括：

步骤S101：以实时扫描方式获取水下软体排铺设施工现场的信号；

步骤S102：根据水下软体排铺设施工现场反馈回的信号，得到水下软体排铺设施工现场的图像模型；

步骤S103：根据所述图像模型，实时判断水下软体排铺设施工的质量。

本实施例中，获取水下软体排铺设施工现场反馈回的信号的过程包括：

步骤1：以实时扫描方式获取水下软体排铺设施工现场反馈回的声波信号；

步骤2：根据水下软体排铺设施工现场反馈回的声波信号，得到水下软体排铺设施工现场的图像模型。

其中，得到所述水下软体排铺设施工现场的图像模型后，优选以图形化的方式实时显示该水下软体排铺设施工现场的图像模型，以便于根据经显示后的所述水下软体排铺设施工现场的图像模型，实时判断所述水下软体排铺设施工的质量。

优选的，人工根据经显示后的所述水下软体排铺设施工现场的图像模型判断水下软体排铺设施工的质量。

图2为本发明一实施例提供的检测系统200的结构框图，如图2所示，所述检测系统200包括依次通讯连接的采集单元202、处理单元203和显示单元204，更优选还包括配重支架201。其中，显示单元204是可选的。所述处理单元203可采用现有的PLC等控制器，本领域技术人员在本申请公开的内容基础上，应当知晓如何实现控制器与其他设备诸如采集单元202以及显示单元204之间的通讯。

具体的检测过程包括：首先采集单元202以实时扫描方式获取水下软体排铺设施工现场反馈回的信号；之后，处理单元203根据接收到的水下软体排铺设施工现场反馈回的信号，优选以数据处理方式得到水下软体排铺设施工现场的图像模型；接着，优选显示单元204以图形化的方式显示所述水下软体排铺设施工现场的图像模型，以便于人或非人工的方式根据经显示单元204显示的图像模型，实时判断水下软体排铺设施工的质量。

特别的，采集单元202安装于配重支架201上，配重支架201优选与外部机构连接，以保证采集单元202在水下观测时的稳定性。

其中，采集单元202、处理单元203以及显示单元204之间的连接可以通过通讯电缆连接，也可以通过无线信号进行通讯连接。

采集单元202可以是声纳探头，所述声纳探头向水下软体排铺设施工现场发送第一声波信号后，另获取所述第一声波信号反馈回的第二声波信号，并发送给处理单元203。处理单元203根据接收到的第二声波信号，处理得到水下软体排铺设施工现场的图像模型。显示单元204将所述图像模型以图形化的方式显示，得到水下软体排铺设施工现场的实时图像，以便于人工通过观看该图像即可快速判断软体排铺设施工的情况。所述声波信号例如是超声波信号。

本实施例中，所述声纳探头与铺设的水下软体排的距离控制在3米至5米之间，该距离更有利于声纳扫描成像，确保得到清晰的图像。优选的，所述声纳探头以可拆卸的方式或不可拆卸的方式固定安装在一配重支架201上，这样可以保证声纳探头在水下观测时稳定，使声纳探头不易受水流和风浪的影响而晃动，有利于提高数据采集的准确度以及物体成像的清晰度。

较佳方案中，配重支架201的重量在0.5吨至3吨之间，一方面降低水下作业的难道，另一方面降低成本。所述外部机构包括但不限于船载吊机，所述船载吊机可驱动配重支架201运动，以将携带声纳探头的配重支架201放入水中或自水中取出声纳探头。

更进一步的，所述声纳探头优选以自转的方式获取所述声波信号，更优选以可变的角速度转动。本实施例中，所述声纳探头之转动的角速度可人为设定，例如操作人员通过处理单元203控制声纳探头以一定的角速度对水下软体排进行扫描检测。在其他实施例中，所述检测系统200还包括驱动单元(未图示)，该驱动单元与声纳探头连接，以驱动声纳探头作自转运动。所述驱动单元可以是电机等电驱动装置。

接着，图3为本发明优选实施例提供的检测系统300的结构示意图，如图3所示，所述检测系统300包括GPS信号接收装置301、USB接线302、客户端303、甲板单元304、通讯电缆305以及声纳探头306。

甲板单元304为检测系统300与电源之间的接线端，用以为检测系统300提供电力，该甲板单元304上设有用以控制检测系统300供电通断的电源开关。GPS定位装置301是接收全球定位系统卫星信号并确定地面空间位置的仪器。GPS卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。

检测时，声纳探头306安装在一配重支架上，该配重支架重1.5吨；之后，用铺排施工船上的船载吊机将该配重支架吊起，并于铺排翻版两侧的任意一侧下放入水，下放过程中，将声纳探头306下放至离软体排3米到5米之间的距离。

下放入水后的具体检测过程如下：

操作人员首先打开位于甲板单元304上的电源开关。然后，操作人员通客户端303(客户端包括但不限于电脑和/或手机)控制声纳探头306以一定的角速度旋转，对软体排铺设施工质量进行实时扫描检测；

在扫描检测过程中，声纳探头306向铺设中的软体排发送声波，并接收该声波反馈回来的声波信号；然后，声波信号通过通讯电缆305被传送给客户端303，同时，GPS信号接收装置301接收来自于声纳探头306的位置数据，并将声纳探头306的位置数据通过USB连接线302传送给客户端303；客户端303根据接收到的位置数据以及声波信号，处理得到水下软体排铺设施工的图像模型。客户端303可通过其图形化的界面显示该水下软体排铺设施工的图像模型，以便于操作人员根据显示的图像判断水下软体排铺设施工的状况。

举例来说，多个宽度为5m的混泥土方块排列构成一宽度为25m的软体排，施工要求为，将宽度为25m的多个软体排在水下重叠成3m至6m的高度。之后，通过本实施例的检测系统300对各个软体排拼接位置处进行实时成像，以使得操作人员能够及时发现不合格情况，并立即采取纠正措施，保证每个软体排的安放符合施工要求。

在上述实施例中，优选以三维实时扫描的方式获取水下软体排铺设施工现场的信号，以获取水下软体排铺设施工现场的三维图像模型，从而根据三维图形模型，更直观地判断施工质量，提升检测的准确性。

上述实施例提供的检测方法及检测系统中，将声纳探头搭配配重支架安装，使声纳探头不会因受到风浪、水流等因素的影响，而在水中做无规则的运动，从而有效提升了成像检测的准确度。同时，本发明的检测方法和检测系统在水下软体排铺设施工过程中，对铺设施工的现场状况进行检测，提升了检测效率，克服了因成像与施工现场不同步所带来的质量问题。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。