一种基于激光源点云数据进行航道交通量监测的方法与流程

技术特征：

1.一种基于激光源点云数据进行航道交通量监测的方法，其特征在于执行如下步骤:

1)架设测量系统，所述测量系统包括至少两台激光器，其中一台为主测激光器，其余为辅助激光器；

2)将所述激光器得到的点云数据进行预处理；

3)利用预处理后的点云数据构建船舶模型；

4)根据所述船舶模型以及实时水位值来分析船舶轮廓特征、船舶航向、船速及船舶载重吨位以实现对航道交通量的监测；

所述船舶轮廓特征包括船长、船宽、船舶出水高度；

步骤4)中的实时水位值测量过程如下：

①在无船经过时，所述主测激光器扫描水面并得到水面距离数据，依据所述水面距离数据建立以所述主测激光器为原点O的空间极坐标系，并建立以所述主测激光器为原点O′的空间直角坐标系；

②对所述水面距离数据进行空间极坐标系到空间直角坐标系的转换；

③在所述空间直角坐标系中进行描绘，若当Ymax-Ymin<K时，WL＝Ymax；若Ymax-Ymin≥K则回到步骤①重新获取水面距离数据，直至最终确认实时水位值；

K为阈值，WL为实时水位值；Ymax为单次扫描出的水面波浪的最高波峰在直角坐标系上的Y坐标值；Ymin为单次扫描出的水面波浪的最低波谷在直角坐标系上的Y坐标值。

2.根据权利要求1所述的基于激光源点云数据进行航道交通量监测的方法，其特征在于：步骤4)中船宽测量过程如下，

当有船经过所述测量系统所覆盖的测量区域时，对扫描到的扫描数据进行空间极坐标到空间直角坐标的转换，并在所述空间直角坐标系中绘制出来主测图形A；

以所述实时水位值为基础，提取所述主测图形A中的船体部分,所述船体在所述空间直角坐标系X方向的差值即为船宽值。

3.根据权利要求1所述的基于激光源点云数据进行航道交通量监测的方法，其特征在于：步骤4)中的船舶航向测量过程如下，

从所述测量系统的激光器中任意选取两个激光器，一个为上行激光器，一个为下行激光器；

若所述上行激光器先监测到船舶通过，则所述船舶航向为下行；

若所述下行激光器先监测到船舶通过，则所述船舶航向为上行。

4.根据权利要求1所述的基于激光源点云数据进行航道交通量监测的方法，其特征在于：步骤4)中的船速测量及船长测量过程如下，当所述主测激光器第一次扫描到船舶数据时，记录纵坐标为Y1，所述主测激光器与所述测量系统的测速激光器之间夹角为α，船速

T3为所述主测激光器第一次扫描到船舶数据的时间，T1为所述测速激光器第一次扫描到船舶数据的时间；

当船舶的船尾经过所述主测激光器后，记录时间T2，船长L＝V*(T2-T1)。

5.根据权利要求1所述的基于激光源点云数据进行航道交通量监测的方法，其特征在于：步骤4)中的船舶载重吨位确定过程如下，根据所述船舶轮廓特征使用多元回归的方式获得载重吨位和长宽及型深的吨位计算公式，使用测量的船长船宽及型深代入吨位计算公式计算船舶吨位。

6.根据权利要求1所述的基于激光源点云数据进行航道交通量监测的方法，其特征在于：根据船舶出水高度、实时水位值以及预设的空重载阈值进行船舶的空重载判断，当船舶出水高度与实时水位值的差值大于空重载阈值时，船舶为空载；当船舶出水高度与实时水位值的差值小于空重载阈值时，船舶为重载。