摄影测量技术在基于图像的船体变形测量技术的应用

船舶船体结构的稳定性是影响船舶航行的关键因素,受多种因素的影响,船体易出现变形问题,增大导航系统中参数的误差。为及时发现船体变形问题,要采用摄影测量技术对船体变形进行连续检测,快速识别坐标误差和修正,以保证船体结构的稳定性,有效控制船体变形。本文分析摄影测量技术的优势,提出了摄影测量技术在基于图像的船体变形测量技术中的具体应用,并进行船体变形测量的应用仿真分析,测量结果表明符合实际测量的要求。     

舰船船体变形及其测量方法

从舰船船体变形对测量设备影响的客观存在出发,讨论了船体变形产生的原因和船体变形测量的必要性,进而介绍了目前船上使用的大钢管基准法等变形测量方法,以及近几年提出的一些船体变形测量新方法如像机链位姿传递摄像测量方法等,探讨了船体变形测量技术的发展趋势。     

基于角速率匹配法的船体变形实船测量技术研究

针对船体变形测量技术大多处于理论仿真的局限性,提出了基于实船试验的船体变形测量技术,考虑到测量速度的需要及静态变形角缓慢变化的特征,推导了基于角速率匹配法"准静态"模型。采用Kalman滤波技术对Mochalov模型和"准静态"模型下的变形角进行了估计,从实船试验的角度验证了船体变形的产生原因,拓展了"准静态"模型适用范围,进一步分析了舵操作对船体变形角的影响。试验结果表明,"准静态"变形角对缓变静态变形角跟踪效果良好,提高了静态变形角的测量精度,为光纤陀螺船体变形测量技术的实际应用奠定了坚实的基础。     

基于FGU的船体变形测量技术中时间延迟补偿方法研究

基于光纤惯性测量单元(Fiber Gyro Unit,简称FGU)的角速率匹配法是船体变形测量技术的发展方向,但是在实际应用中两套测量单元之间存在时间延迟,会影响船体变形测量精度。该文分析了时间延迟的产生机理以及时间延迟对变形估计的影响。并基于二阶马尔科夫模型对船体变形建模,建立卡尔曼滤波状态方程和量测方程,提出了一种时间延迟补偿方法,将时间延迟扩充为状态量,对其进行实时的估计和补偿。最后通过仿真并结合实船试验数据,对比分析了时间延迟补偿前后的变形估计效果,验证了此方法的有效性。     

考虑船体变形的INS/GPS/CNS组合系统研究

针对船体变形对INS/GPS/CNS组合导航系统的影响,研究了船体变形的抑制、变形测量以及补偿方法.对船体变形特性以及变形对组合系统的影响进行分析研究,建立了船体变形的数学模型;提出了船体变形的补偿方案,进行了考虑船体变形的联合卡尔曼滤波器设计.仿真结果表明,所提出的船体变形补偿方法是切实可行的,有效地克服了船体变形对INS/GPS/CNS组合系统的影响,保证了系统的精度.     

不同载荷下船体框架变形程度自动检测系统

为实现不同载荷下船体框架变形程度自动精准检测,设计一种新的船体框架变形程度自动检测系统。此系统的光电探测模块由线阵CCD相机,采集船体框架变形图像后,通过图像采集和传输单元将采集的图像打包整理,使用网络交换机传输至中心控制台的工控计算机,工控计算机启动基于相机位姿的船体框架变形程度测量模型,结合线阵CCD相机位姿数据,计算获取图像中船体框架变形检测点的实际变形量,完成变形程度自动检测。经实验验证,所设计系统在6级海况载荷、8级海况载荷工况中,对船体甲板框架变形程度自动检测结果,与实际值不存在明显的异常偏差,吻合度显著,可实现不同载荷下船体框架变形程度自动精准检测。     

船体完工精度问题

在水面舰船建造中,为确保船体形状和尺寸符合设计要求,检验验收工作中规定,船体完工后工厂应提供船体主尺度和形状变化的完工测量报告。主尺度的测量内容一般为总长、水线长、型宽和型深;对于滑行型快艇还应测量折角宽度和折角深度。船体变形测量内容主要为艏艉端高度、船底龙骨挠度和船体中心线偏移。对于线型瘦削,纵向构件密集的船舶而言,其变形情况可归纳如下:     

集滚船艉部船体搭载下沉预报与实测分析

以某集滚船为研究对象,对其艉部船体在搭载阶段的下沉变形进行有限元计算分析预报和实船测量。通过与实船测量结果相对比,证明有限元计算分析可比较精确地模拟艉部船体在纵向和垂向的变形趋势,而对横向变形的模拟存在一定的偏差,同时分析可能引起横向变形模拟偏差的因素。该有限元计算分析方法可为预报类似船舶产品的艉部船体下沉变形提供技术参考。     

基于变形测量的舰船航向标校方法

为了解决目前航向标校中的船体变形无法克服和采样时间不同步的问题,根据单摄像机三维姿态测量原理,通过若干台摄像机经过多层甲板的传递测量,最后综合各级接力站测量的结果可以得到安装在甲板层艏艉线上的参考物相对于安装在导航平台上的摄像机系统的姿态角,从而减小船体变形对航向标校的影响。并利用软件定时器进行同步录取解决读数时间不同步问题。通过理论分析表明,该方法可有效的提高测量精度,并可拓展使用到所有基座不通视的被试武器系统和测量设备之间的三维姿态测量。     

建造中的船体在船台上的应力松驰现象研究

为得到建造中的船体在船台上的船体变形数据,基于FBG技术设计了船体在船台上的蠕变和应力松驰现象的监测系统,将该系统布置在实际船体结构上,测量了在船台上受结构蠕变和结构应力松驰现象综合作用所造成的船体结构变形,分析了监测过程中造成船体结构变形的因素,指出应力松驰是主要因素。数据分析表明:利用FBG传感技术进行船体变形长期监测是可行的;船体在船台上存在结构蠕变和应力松驰现象。最后,并基于壳体理论估算了船台上的船体结构的内应力释放速率。     

针对船体变形测量的计算机视觉位姿估计技术

现代大型舰船装载大量的高精度电气设备,比如光电探测设备、武器系统等,而船舶变形和位姿变化会导致船载设备与船体产生运动偏差,降低设备的精度。针对这一问题,结合计算机视觉技术,开发一种针对船体变形和位姿估计的系统。介绍系统的原理和工作步骤,并对该系统的船体变形测量性能进行仿真测试。     

舰船变形研究

在外部应力的作用下,舰船会发生变形,随着科学技术不断进步,船体变形对其精度的影响也日益突出,成为保证船用设备质量的关键技术,文章对船体变形进行初步分析,并给出几种实用的变形测量方案。     

船体变形测量技术综述

讨论了船体变形产生的原因,对目前常用的船体变形测量技术研究现状进行了叙述和分析,主要介绍了偏振光能量测量法,大钢管基准法,双光源双CCD测量法,双频偏振光法,光栅法,液体压力测量法,摄影测量法,应变传感器测量法,多部位安装航姿系统,惯性测量匹配法,GPS测量法等,探讨了船体变形测量技术面临的问题和未来发展方向.     

船体零件的加工精度对船体结构装焊变形的影响

船体结构的总变形由船体零件、部件以及分段结构的装配变形和焊接变形两部分组成。船体结构的装配误差和变形包括零件加工误差、吊运变形、运送变形、堆放变形以及装配精度等,所以控制船体结构的装配变形,实际上是从零件加工工序开始,直至装配的全过程对变形的全面控制。根据船体建造精度标准的要求,用“一步一矫”的办法,消除船体结构     

舰船修理期间船体变形因素分析及测量方法研究

文章结合某型船推进柴油机出舱工程,分析了舰船等级修理或改换装期间船体变形产生的原因、种类以及对舰载武器系统等的影响;结合目前的应用现状,对常用的船体变形测量技术研究方法进行了介绍,包括应变片测量法、光学测量法、惯性测量法及摄像测量法。着重研究了摄像测量在大型设备出舱工程中的应用情况,对开展修理中的变形监测与控制具有理论及实践指导意义。     

长江中型船舶焊接变形的测量与控制

本文介绍了江南造船厂在建造5艘同型长江船舶过程中,对船体焊接变形的测量研究情况,着重介绍了双层底分段装焊和船台合拢中的焊接变形测量、变形原因分析,以及所采取的控制焊接变形的简便而有效的工艺措施。     

一种基于惯性匹配的船体姿态基准传递方法

船体变形角的存在是造成船体局部姿态基准失准的根本原因。本文基于惯性姿态匹配法,提出一种抑制船体变形影响、实现高精度姿态基准传递的方法。首先对光学设备测得的船体变形角数据进行频域分析,实现船体变形角高精度建模。然后利用中心主惯导和船体局部捷联惯导的姿态输出构建卡尔曼滤波方程,实现船体变形角的实时高精度估计。最后仿真验证了船体变形角建模方法和姿态匹配算法的可行性,为船体局部高精度姿态信息获取提供理论参考。     

冲击载荷作用下船体变形的数值模拟研究

为了提高船体在冲击载荷作用下的刚度和强度,从而应用在船体的强化设计中,研究冲击载荷作用下船体变形的数值模拟方法,提出基于连续体模型应力评估的船体变形的数值模拟模型,进行船体变形的应力屈服力学分析,建立在冲击荷载下的船体变形的延性断裂行为学模型,采用断裂韧度的规则化测试方法进行船体变形的数值模拟,结合连续体模型应力评估方法进行船体变形的机械强度分析和屈服响应评估,实现船体变形关联约束参量的准确评估和数值模拟。仿真测试表明,采用该方法进行冲击载荷作用下船体变形的数值模拟的精准度较高,通过准确模拟船体变形应力参数进行机械强度设计,改善船体抗冲击载荷能力。     

一种双体船片体龙骨线测量数据的处理方法

文章针对小型双体船,提出一种片体龙骨线测量数据的处理方法。在基于等精度测量的基础上,利用线性最小二乘法和测量误差处理原则,通过对任意2次龙骨线数据相对差的直线拟合,得到片体龙骨线相对变形量、相对平移和相对扭曲角度。该方法可用于船舶完工阶段和修理过程船体龙骨线测量数据的处理。     

6520 TEU集装箱船船体温度变形

以6 520TEU集装箱船为研究对象,分析大连、上海和广州等3个地区夏季和冬季多种环境温度下的船体变形,讨论日照因素对船体变形的影响。将船体简化为变剖面阶梯型薄壁梁,采用热传导理论求解船体剖面结构温度分布,并将温度载荷等效为船体梁弯矩和轴向力,计算船体温度变形。计算结果表明,船体温度变形在夏季呈中拱、冬季呈中垂,日照因素显著增加船体变形,船体左右舷不均匀日照将引起水平弯曲变形。