用于在浑水中对水下结构进行检测的装置及其检测方法与流程

本发明涉及一种水下检测装置及其检测方法，具体地，涉及一种用于在浑水中对水下结构进行检测的装置及其检测方法。

背景技术：

水下机器人，或叫遥控无人潜水器(remoteoperationalvehicle，rov)，是一种利用自身搭载的仪器设备在水下进行人为操纵作业的潜水设备。

目前浑水状态下使用rov检测存在着作业效率低，视频无法看清被检测结构状态，使用三维声呐等检测生产点云数据后，精度较低，无法清晰的反应出结构的状态等问题。

另一方面，通过侧扫声呐对水下结构进行检测，其常规使用方式一般为拖鱼式或者固定在船舶底部方式使用，参见图1所示。该种使用方式主要存在对水下结构物检测时无法检测到结构物遮挡部位的具体情形，局限性太大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水下检测装置及其检测方法，通过可扩展性rov搭载高精度侧扫声呐探头对浑水水下结构检测进行精细作业，解决现有技术的缺陷。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，包含遥控无人潜水器，其中，所述的装置还包含搭载框架、电子舱、云台以及侧扫声呐换能器；所述的电子舱和云台分别与搭载框架固定，所述的侧扫声呐换能器固定在云台上，所述的侧扫声呐换能器通过线缆与电子舱电连接。

上述的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，其中，所述的搭载框架是由一块矩形底板以及八根直杆组成的长方体形框架。

上述的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，其中，所述的搭载框架固定在遥控无人潜水器底部。

上述的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，其中，所述的搭载框架，在其框架内的底板上固定有电子舱和云台。

上述的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，其中，所述的电子舱通过线缆与遥控无人潜水器电连接，所述的遥控无人潜水器设有超短基线定位系统(ultrashortbaselinelocatingsystem，usbl)。所述的遥控无人潜水器通过脐带缆与岸上设置的显控终端连接。

上述的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，其中，所述的云台为高精度电子云台。

上述的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，其中，所述的云台分辨率为0.01°，定位精度为0.05°。

上述的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，其中，所述的云台，其顶部固定有一个侧扫声呐换能器。

本发明还提供了通过上述的装置在浑水中对水下结构进行检测的方法，其中，所述的方法为：首先将侧扫声呐内部的侧扫声呐换能器拆除，然后将拆除后的一个侧扫声呐换能器安装在高精度电子云台上，并将侧扫声呐换能器与电子舱连接，使侧扫的数据处理收集到电子舱内部，再将侧扫声呐换能器和高精度电子云台以及电子舱安装固定在长方体形的搭载框架内的底板上，将搭载框架固定在遥控无人潜水器底部，电子舱通过电缆与遥控无人潜水器连接，在作业时遥控无人潜水器飞行到待检测的水下结构所在区域，使用高精度电子云台调节侧扫声呐换能器的角度，使用侧扫对结构物进行检测作业，检测数据经过电子舱和遥控无人潜水器传输至岸上设置的显控终端内。

上述的在浑水中对水下结构进行检测的方法，其中，所述的方法中，遥控无人潜水器携带超短基线定位系统，检测作业时遥控无人潜水器使用超短基线定位系统进行水下定位，遥控无人潜水器进行移动，调整与被检测结构物的距离，同时高精度电子云台通过调节使侧扫声呐换能器正对结构物，对结构物进行检测。

侧扫声呐是通过向侧方发射声波来探知水体、海面、海底包括上部地层声学结构和介质性质的仪器设备，主要由拖体、主机、电缆、记录仪等组成，拖体一般具有两个换能器和水听器。优选地，采用kllein3500侧扫声呐，将换能器拆除，对换能器进行改装，将拆除的换能器安装在高精度的云台ros(即，美国ros公司生产的水下云台)上，水下机器人(rov)携带云台至待测水下结构附近区域，利用侧扫声呐对结构物进行扫测，调节侧扫声呐角度，调节侧扫声呐换能器设置，只需要使用一个换能器，使侧扫换能器正对被检测结构物，对结构物进行精细检测。

本发明提供的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置及其检测方法具有以下优点：

本发明是对浑水下水结构检测作业使用的，可以清晰地检测出浑水状态下的结构，精度高达3mm。目前侧扫声呐主要使用拖曳方式，检测作业局限性大，对复杂结构物检测难度大，本发明避免了侧扫声呐检测的不足，同时提供了水下浑水检测的具体方法。

附图说明

图1为侧扫声呐常规使用方式示意图。

图2为本发明的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置的结构示意图。

其中：1、搭载框架；2、电子舱；3、云台；4、侧扫声呐换能器；5、底板；6、直杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

如图2所示，本发明提供的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，包含遥控无人潜水器，还包含搭载框架1、电子舱2、云台3以及侧扫声呐换能器4；电子舱2和云台3分别与搭载框架1固定，侧扫声呐换能器4固定在云台3上，侧扫声呐换能器4通过线缆与电子舱2电连接。

搭载框架1是由一块矩形底板5以及八根直杆6组成的长方体形框架。搭载框架1固定在遥控无人潜水器底部。搭载框架1内的底板5上固定有电子舱2和云台3。

电子舱2通过线缆与遥控无人潜水器电连接，遥控无人潜水器设有超短基线定位系统(ultrashortbaselinelocatingsystem，usbl)。遥控无人潜水器通过脐带缆与设置在岸上的显控终端连接。

云台3为高精度电子云台。云台3分辨率为0.01°，定位精度为0.05°。

云台3顶部固定有一个侧扫声呐换能器4。

本发明还提供了通过该装置在浑水中对水下结构进行检测的方法，该方法为：首先将侧扫声呐内部的侧扫声呐换能器4拆除，然后将拆除后的一个侧扫声呐换能器4安装在高精度电子云台3上，并将侧扫声呐换能器4与电子舱2连接，使侧扫的数据处理收集到电子舱2内部，再将侧扫声呐换能器4和高精度电子云台3以及电子舱2安装固定在长方体形的搭载框架1内的底板5上，将搭载框架1固定在遥控无人潜水器底部，电子舱2通过电缆与遥控无人潜水器连接，在作业时遥控无人潜水器飞行到待检测的水下结构所在区域，使用高精度电子云台3调节侧扫声呐换能器4的角度，使用侧扫对结构物进行检测作业，检测数据经过电子舱2和遥控无人潜水器传输至岸上设置的显控终端内。遥控无人潜水器携带超短基线定位系统，检测作业时遥控无人潜水器使用超短基线定位系统进行水下定位，遥控无人潜水器进行移动，调整与被检测结构物的距离，同时高精度电子云台3通过调节使侧扫声呐换能器4正对结构物，对结构物进行检测。

下面结合实施例对本发明提供的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置及其检测方法做更进一步描述。

实施例1

一种用于在浑水中对水下结构进行检测的装置，包含遥控无人潜水器，还包含搭载框架1、电子舱2、云台3以及侧扫声呐换能器4；电子舱2和云台3分别与搭载框架1固定，侧扫声呐换能器4固定在云台3上，侧扫声呐换能器4通过线缆与电子舱2电连接。

搭载框架1是由一块矩形底板5以及八根直杆6组成的长方体形框架。搭载框架1固定在遥控无人潜水器底部。搭载框架1内的底板5上固定有电子舱2和云台3。

电子舱2通过线缆与遥控无人潜水器电连接，遥控无人潜水器设有超短基线定位系统(ultrashortbaselinelocatingsystem，usbl)。遥控无人潜水器通过脐带缆与设置在岸上的显控终端连接。

云台3为高精度电子云台。云台3分辨率为0.01°，定位精度为0.05°。

云台3顶部固定有一个侧扫声呐换能器4。

本实施例还提供了通过该装置在浑水中对水下结构进行检测的方法，该方法为：首先将侧扫声呐内部的侧扫声呐换能器4拆除，然后将拆除后的一个侧扫声呐换能器4安装在高精度电子云台3上，并将侧扫声呐换能器4与电子舱2连接，使侧扫的数据处理收集到电子舱2内部，再将侧扫声呐换能器4和高精度电子云台3以及电子舱2安装固定在长方体形的搭载框架1内的底板5上，将搭载框架1固定在遥控无人潜水器底部，电子舱2通过电缆与遥控无人潜水器连接，在作业时遥控无人潜水器飞行到待检测的水下结构所在区域，使用高精度电子云台3调节侧扫声呐换能器4的角度，使用侧扫对结构物进行检测作业，检测数据经过电子舱2和遥控无人潜水器传输至岸上设置的显控终端内。遥控无人潜水器携带超短基线定位系统，检测作业时遥控无人潜水器使用超短基线定位系统进行水下定位，遥控无人潜水器进行移动，调整与被检测结构物的距离，同时高精度电子云台3通过调节使侧扫声呐换能器4正对结构物，对结构物进行检测，可清晰地检测到复杂结构物区域的结构形态，完成传统侧扫无法完成的检测任务。

侧扫声呐是通过向侧方发射声波来探知水体、海面、海底包括上部地层声学结构和介质性质的仪器设备，主要由拖体、主机、电缆、记录仪等组成，拖体一般具有两个换能器和水听器。优选地，采用kllein3500侧扫声呐，将换能器拆除，对换能器进行改装，将拆除的换能器安装在高精度的云台ros(即，美国ros公司生产的水下云台)上，水下机器人(rov)携带云台3至待测水下结构附近区域，利用侧扫声呐对结构物进行扫测，调节侧扫声呐角度，调节侧扫声呐换能器4设置，只需要使用一个换能器，使侧扫换能器正对被检测结构物，对结构物进行精细检测。

在使用本发明提供的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置进行水下结构检测时，首先通过rov搭载高精度ros云台，将侧扫声呐换能器4固定在云台3上，rov携带usbl水下定位设备，检测作业时rov使用usbl进行水下定位，rov移动调整与被检测结构物的距离，同时调节云台3设备使侧扫声呐换能器4正对结构物，对结构物进行检测。侧扫声呐的检测数据经过rov脐带缆传输至岸上显控终端。

本发明提供的用于在浑水中对水下结构进行检测的装置及其检测方法，利用侧扫声呐换能器4安装在高精度云台3上，同时通过rov搭载云台3，对结构物进行定点多角度检测作业，可以清晰地反应出结构物的形态，检测精度高。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。