用于管理船体区块的设备和方法

xiaoxiao2020-7-23  4

专利名称:用于管理船体区块的设备和方法
技术领域
本发明一般涉及ー种用于管理船体区块(ship block)的设备和方法,并且更具体地,涉及ー种用于管理船体区块的设备和方法,其管理为了建造船舶的目的而加载于场地中的船体区块。
背景技术
通常,与一般的建筑相比,船舶要大得多且需要复杂得多的制造过程,并且经历将若干元件及材料装配为单个牢固的产品的过程。通过将钢板切割为适合船体各部分的部件,在小尺寸的装配车间中将这些部件彼此互相组合,并且在大尺寸的装配车间中将组合的部件形成为子船体区块,来制造这样的船舶。即,建造船体的子区块,并然后将船体的最终区块整合为船舶。通常,正在同时地建造多艘船舶,并因此将若干不同区块加载到场地中。因此,为了高效地将区块放置在场地中并且追踪区块,准确地确定已加载区块的位置是重要的。在传统方法中,在场地中使用线条来绘制区域以放置船体区块,如同在停车场中一祥,区域数字被分配给相应的区域,将所述区域数字标示在地图上,并且使用此基础结构来管理船体区块。然而,传统技术的缺点在于,在场地上绘制的线条或区域数字容易被擦除,并且船体区块与在场地上绘制的区域并不一致,由此阻碍了区域的有效使用。虽然已经开发出了使用电子距离测量装置(EDM)来计算和管理船体区块的诸如边缘之类的奇异点(singularity)的技术,但是计算位置时的错误时有发生。作为结果,获得关于在船体区块之间空间的准确宽度的信息并不容易,并因此,移动和放置新建造的船体区块并非有效。

发明内容
因此,已经在谨记在现有技术中出现的以上问题的情况下做出了本发明,并且本发明的目标在于,提供一种用于管理船体区块的设备和方法,其可以使用图像和导航信息来检测船体区块的位置,并且使用与船体区块的计算机辅助设计(CAD)模型进行综合的图像信息和被额外加载的船体区块的CAD模型来模拟是否可以额外地加载船体区块。为了完成以上目标,本发明提供了一种模拟装置,包括图像创建単元,用于使用从图像收集装置接收的多个图像信息来生成全景图像;位置提取单元,用于提取包括在所述多个图像信息中的船体区块的位置信息;位置信息综合单元,用于将由所述图像创建单元生成的全景图像与由所述位置提取单元提取的位置信息进行综合;以及模拟单元,用于基于所述全景图像和将被额外加载的船体区块的计算机辅助设计(CAD)模型,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。所述图像创建单元可以使用镶嵌技术来将所述多个图像信息转换为全景图像。所述位置提取单元可以从所述多个图像信息中选择展现出船体区块的一致奇异点的多个图像信息,从所选择的多个图像信息中检测所述图像收集单元的位置信息和姿态信息,并然后提取包括在所述多个图像信息中的船体区块的3D位置信息。所述位置信息综合单元可以通过将所述全景图像与由所述位置提取单元提取的位置信息进行综合,来对所述全景图像执行地理编码(geocoding)。所述模拟単元可以包括CAD模型综合模块,用于通过指定与包括在所述全景图像中的两个船体区块对应的3D位置坐标的中央点,作为将被额外加载的船体区块的CAD模 型的中央点,来执行与所述CAD模型的综合;以及模拟模块,用于基于由所述CAD模型综合模块进行的与所述CAD模型综合的全景图像,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。所述模拟模块可以通过将先前通过所述全景图像检测到的、两个船体区块之间的宽度与用于将被额外加载的船体区块的CAD模型的所输入的宽度进行比较,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。所述模拟模块可以在按照其中取得所述全景图像的时间的间隔来横跨所述图像信息而依次进行的同时,使用包括在每个全景图像中的船体区块的位置信息和与船体区块相关的CAD模型的宽度,来反复地模拟是否能够额外地加载所述船体区块。所述模拟装置可以进一歩包括呈现单元,用于通过连接经由基于所述图像收集単元的移动而改变位置和时间所生成的全景图像,来呈现全景图像。另外,为了完成以上目标,本发明提供了ー种管理船体区块的方法,包括收集用于其中加载多个船体区块的场地的多个图像和导航信息;将使用所述多个图像信息所创建的全景图像与将被额外加载的船体区块的CAD模型进行综合;以及基于所述全景图像和所述CAD模型,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。所述收集的步骤可以包括通过捕捉其中加载所述多个船体区块的场地来生成多个图像信息;收集用于所述多个图像信息中的每ー个图像信息的导航信息;以及将所述多个图像信息与所收集的导航信息进行同步,并然后存储所述多个图像信息。所述收集的步骤可以包括通过在不同角度处对所述场地进行捕捉来收集多个图像信息,使得能够查看到船体区块的所有形状。所述综合的步骤可以包括使用所述多个图像信息来生成所述全景图像;基于所述多个图像信息,来提取先前加载的多个船体区块的3D位置信息;将所述全景图像与提取的3D位置信息进行组合;以及将所述全景图像与将被额外加载的船体区块的CAD模型进行综合。可以通过使用镶嵌技术而将在一致的时间处在不同方向中捕捉的多个图像信息转换为全景图像,来生成所述全景图像。所述模拟的步骤可以包括从将被额外加载的船体区块的CAD模型中检测中央点;从所述全景图像中检测所述船体区块的位置坐标;基于所检测的位置坐标,来计算先前加载的船体区块之间的中央点,并且将计算出的中央点设置为所述CAD模型的中央点;以及基于所述位置坐标和所述CAD模型,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。所述检测位置坐标的步骤可以包括从在不同方向中捕捉的多个图像信息中,选择展现出船体区块的一致奇异点的多个图像信息;以及使用图像收集単元的位置信息和姿态信息,来从所选择的多个图像信息中提取船体区块的3D位置信息。所述模拟的步骤可以包括从所述全景图像中检测先前加载的船体区块之间的宽度;以及基于先前加载的船体区块之间的宽度和将被额外加载的船体区块的CAD模型的宽度,来模拟是否能够加载所述船体区块。


根据结合附图的以下详细描述,将更清楚地理解本发明的以上以及其他目标、特征和优点,其中图I和2是图示了根据本发明实施例的用于管理船体 区块的设备的图;图3是图示了图I的图像收集装置的框图;图4和5是图示了图I的模拟装置的框图;图6是图示了根据本发明实施例的用于管理船体区块的方法的流程图;图7是图示了图6的图像信息和导航信息收集步骤的流程图;图8是图示了图6的CAD模型综合步骤的流程图;以及图9是图示了图6的模拟步骤的流程图。
具体实施例方式现在,应该对附图做出參考,贯穿所述附图始終,相同的附图标记用于指定相同或相似的组件。以下,将參考附图来详细地描述本发明。以下将忽略重复性的描述和已被认为使得本发明的要点不必要地模糊的已知功能和构造的描述。提供本发明的实施例,以便向本领域普通技术人员全面地描述本发明。相应地,可以夸大图中元素的形状、尺寸等,以使得描述清楚。以下将參考附图来详细地描述根据本发明实施例的用于管理船体区块的设备。图I和2是图示了根据本发明实施例的用于管理船体区块的设备的图。图3是图示了图I的图像收集装置的框图,并且图4和5是图示了图I的模拟装置的框图。如图I所示,用于管理船体区块的设备包括图像收集装置200和模拟装置300。图像收集装置200当在加载于场地100中的船体区块之间移动的同吋,收集图像信息。也即,图像收集装置200在运载体(vehicle)上加载和搬运,并收集图像信息,所述图像信息通过捕捉加载于场地100上的船体区块而获得。图像收集装置200将收集到的图像信息发送到模拟装置300。单个图像收集装置200被分配给每个场地100,并然后从对应的场地100中收集图像信息。此处,如图2所示,多个图像收集装置200可被分配给每个场地100,并然后收集图像信息。将显然的是,单个图像收集装置200从多个场地100中收集图像信息。图像收集装置200将收集到的图像信息在有线/无线网络400上发送到模拟装置300。为此目的,如图3所示,图像收集装置200包括图像收集単元220、导航信息收集单元240、外部同步单元260、和信息存储单元280。图像收集单元220捕捉加载于场地100上的船体区块。在此情况下,图像收集单元220包括多个布置于不同角度处的CCD相机,用于观察加载于场地100上的船体区块的所有形状。导航信息收集单元240收集关于其中收集了图像信息的位置的信息。也即,导航信息收集单元240包括基于虚拟參考系统(VRS)的实时运动学(RTK)GPS接收器、惯性测量単元(MU )、和距离测量指示器(DMI),使得图像收集単元220的准确位置可被计算出,并且该导航信息收集单元240收集关于图像收集单元220 (也即,CCD相机)的位置和姿态(posture)的信息。外部同步单元260将图像信息与导航信息进行同歩。也即,外部同步单元260使得由图像收集単元220收集的图像信息(也即,船体区块的图像)与由导航信息收集单元240收集的导航信息(也即,关于当图像被捕捉时相机的位置/姿态的信息)同步(也即,在视觉上同歩)。信息存储单元280存储已通过外部同步单元260而使得彼此之间同步的图像信息和位置信息。模拟装置300使用由图像收集装置200收集的图像信息而模拟是否可以将船体区块加载于场地100中。也即,模拟装置300将由图像收集装置200获得的图像信息与船体区块的CAD模型进行综合,并使用以上信息来模拟是否可以将船体区块加载于场地100中。为此目的,如图4所示,模拟装置300包括图像创建单元310、位置提取单元320、位置信息综合单元330、呈现单元340和模拟单元350。图像创建单元310使用从图像收集装置200接收的多个图像信息,来创建全景图像。也即,图像创建单元220使用镶嵌(mosaic)技术,来将在不同方向中捕捉的多个图像信息转换为全景图像。位置提取单元320提取包括在从图像收集装置200接收的多个图像信息中的船体区块的3D位置。也即,位置提取单元320从在不同方向中捕捉的多个图像信息之中选择多条图像信息,所述多条图像信息展示出船体区块的相同奇异点。位置提取单元320使用关于相机的位置和姿态的信息,来从所选择的多条图像信息中提取船体区块的3D位置信息。位置信息综合单元330将由图像创建単元310创建的全景图像与由位置提取单元320提取的位置信息进行综合。即,位置信息综合单元330通过将由位置提取单元320提取的3D位置信息与包括在全景图像中的船体区块的奇异点(例如,船体区块的边缘)进行匹配,来执行综合。呈现单元340将与其中图像收集装置200正在移动的方向对应的全景图像进行连接。也即,呈现単元340连接在随着运载体移动而变化的位置和时间处实时地形成的全景图像。模拟单元350使用全景图像来模拟是否可以额外地加载船体区块。也即,模拟单元350通过利用与要被额外加载于场地100中的船体区块对应的CAD模型而对先前创建的全景图像进行综合,来模拟是否可以将船体区块额外地加载于场地100中。模拟单元350包括CAD模型综合模块352,用于通过指定与在全景图像中包括的两个船体区块对应的3D位置坐标的中央点作为将被额外加载的船体区块的CAD模型的中央点,来执行与CAD模型的综合;以及模拟模块354,用于基于由CAD模型综合模块352进行的与CAD模型综合的全景图像来模拟是否可额外地加载船体区块。在此情况下,模拟模块354通过检测在全景图像中船体区块之间的宽度,并然后将针对将被额外加载的船体区块的CAD模型所输入的宽度与检测到的宽度进行比较,来模拟是否可以将船体区块额外地加载于场地100中。此处,如果确定出所述船体区块不能被额外加载,则模拟模块354基于随后的全景图像而模拟是否船体区块可被额外地加载。也即,模拟模块354在按照其中取得全景图像的时间的间隔来横跨图像信息而依次进行的同时,使用关于包括在每个全景图像中的船体区块的位置的信息和CAD模型的宽度,来反复地模拟是否可以额外地加载船体区块。例如,如图5所示,使用在时间间隔At处利用图像收集装置200收集的图像信息来创建三个全景图像(也即,第一全景图像500a、第二全景图像500b和第三全景图像500c)。CAD模型综合模块352沿着包括在第一全景图像500a中的两个船体区块的中央点B的延伸线,来对将被额外加载的船体区块的CAD模型600的中央点A进行定位。模拟模块354通过比较在第一全景图像500a中包括的两个船体区块之间的宽度C与CAD模型的宽度D,来模拟是否可额外地加载船体区块。在此情况下,如果相对于第一全景图像500a,确定出所述船体区块不能被额外加载,则模拟模块354通过相对于第二全景图像500b和第三全景图像500c来重复上述过程,而模拟是否可额外地加载船体区块。 以下。将參考附图来详细地描述根据本发明实施例的用于管理船体区块的方法。图6是图示了根据本发明实施例的用于管理船体区块的方法的流程图。图7是图示了图6的图像信息和导航信息收集步骤的流程图,图8是图示了图6的CAD模型综合步骤的流程图,并且图9是图示了图6的模拟步骤的流程图。在步骤SlOO中,图像收集装置200收集关于其中将加载船体区块的场地100的图像和导航信息。在此情况下,图像收集装置200加载于运载体上,并当在加载于场地100上的船体区块之中进行移动的同吋,收集图像信息和导航信息。图像收集装置200发送收集的图像信息到模拟装置300。此处,下面将參考附图来详细地描述收集图像信息和导航信息的步骤。在步骤S120中,图像收集装置200通过对其中加载多个船体区块的场地100进行捕捉,来收集图像信息。在此情况下,图像收集装置200通过在不同角度处对场地100进行捕捉,来收集图像信息,使得可以查看到加载于场地100上的船体区块的所有形状。在步骤S140中,图像收集装置200收集所收集的图像信息的导航信息。在此情况下,图像收集装置200包括基于VRS的RTK GPS接收器、IMU和DMI,并且收集导航信息,所述导航信息包括关于其中收集(即,捕捉)了图像信息的位置和姿态的信息。在步骤S160中,图像收集装置200将收集到的图像信息与导航信息进行同歩。在此情况下,图像收集装置200将其中加载船体区块的场地100的图像与关于当捕捉图像时相机的位置和姿态的信息进行同歩。在步骤S180中,图像收集装置200存储与导航信息同步的图像信息。图像收集装置200发送存储的图像信息到模拟装置300。此后,在步骤S200中,模拟装置300使用来自图像收集装置200的图像信息,来将创建的全景图像与要被额外加载的船体区块的CAD模型进行综合。这里,现在将在以下參考附图来详细地描述将全景图像与船体区块的CAD模型进行综合的步骤。在步骤S220中,模拟装置300使用从图像收集装置200接收到的多个图像信息,来创建全景图像。在此情况下,模拟装置300使用镶嵌技术来将同时在不同方向中捕捉的多个图像信息转换为全景图像。在步骤S240中,模拟装置300从多个图像信息中提取船体区块的3D位置信息。也即,模拟装置300从在不同方向中捕捉的多条图像信息中,选择多条展现出船体区块的相同奇异点的图像信息。模拟装置300使用关于相机的位置和姿态的信息,来从多个图像信息中提取船体区块的3D位置信息。在步骤S260中,模拟装置300通过将提取的3D位置信息与在全景图像中包括的船体区块进行匹配,来将全景图像与3D位置信息进行综合。在步骤S280中,模拟装置300将全景图像与要被额外加载的船体区块的CAD模型进行综合。此后,在步骤S300中,模拟装置300使用全景图像和CAD模型,来模拟是否可以额 外地加载船体区块。将參考附图来详细地描述模拟是否可以额外加载船体区块的步骤。在步骤S320中,模拟装置300检测对应于要被额外加载的船体区块的CAD模型的中央点。在步骤S340中,模拟装置300检测在全景图像中包括的两个船体区块的位置坐标。在步骤S360中,模拟装置300将检测到的位置坐标的中央点设置为检测到的CAD模型的中央点。也即,模拟装置300指定对应于包括在全景图像中的两个船体区块的3D位置坐标的中央点,作为要被额外加载的船体区块的CAD模型的中央点。在步骤S380中,模拟装置300使用全景图像和CAD模型来模拟是否可以额外加载船体区块。也即,模拟装置300通过从全景图像中检测已加载的船体区块之间的宽度,并将用于船体区块的CAD模型的所输入的宽度与先前检测到的宽度进行比较,来模拟是否可以额外地加载船体区块。在步骤S400中,如果确定出不能加载船体区块(否),则模拟装置300通过按照特定间隔而重复上述步骤SlOO至S300,来检测其中可以额外加载船体区块的位置。也即,模拟装置300在按照其中取得全景图像的时间的间隔来横跨图像信息而依次进行的同时,使用关于包括在每个全景图像中的船体区块的位置的信息和CAD模型的宽度,来反复地模拟是否可以额外地加载船体区块。本发明的优点在于,因为根据本发明的用于管理船体区块的设备和方法可以使用图像和导航信息来检测船体区块的位置,并使用与船体区块的CAD模型和将被额外加载的船体区块的CAD模型综合的图像信息来模拟船体区块是否可被额外加载,所以通过使得可能在将区块放置于场地上之前确定是否可以将该船体区块额外地加载于场地中,来使得船体区块能够被有效地加载。尽管已经为了说明性目的而公开了本发明的优选实施例,但是本领域技术人员将领会,各种修改、増加和替换都是可能的,而不偏离如在所附的权利要求书中公开的本发明的范围以及精神。
权利要求
1.一种模拟装置,包括 图像创建単元,用于使用从图像收集装置接收的多个图像信息来生成全景图像; 位置提取单元,用于提取包括在所述多个图像信息中的船体区块的位置信息; 位置信息综合单元,用于将由所述图像创建单元生成的全景图像与由所述位置提取单元提取的位置信息进行综合;以及 模拟单元,用于基于所述全景图像和将被额外加载的船体区块的计算机辅助设计(CAD)模型,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。
2.如权利要求I所述的模拟装置,其中所述图像创建单元使用镶嵌技术来将所述多个图像信息转换为全景图像。
3.如权利要求I所述的模拟装置,其中所述位置提取单元从所述多个图像信息中选择展现出船体区块的相同奇异点的多个图像信息,从所选择的多个图像信息中检测所述图像收集单元的位置信息和姿态信息,并然后提取包括在所述多个图像信息中的船体区块的3D位置信息。
4.如权利要求I所述的模拟装置,其中所述位置信息综合单元通过将所述全景图像与由所述位置提取单元提取的位置信息进行综合,来对所述全景图像执行地理编码。
5.如权利要求I所述的模拟装置,其中所述模拟単元包括 CAD模型综合模块,用于通过指定与包括在所述全景图像中的船体区块对应的3D位置坐标的中央点,作为将被额外加载的船体区块的CAD模型的中央点,来执行与所述CAD模型的综合;以及 模拟模块,用于基于由所述CAD模型综合模块进行的与所述CAD模型综合的全景图像,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。
6.如权利要求5所述的模拟装置,其中所述模拟模块通过将先前通过所述全景图像检测到的、两个船体区块之间的宽度与用于将被额外加载的船体区块的CAD模型的所输入的宽度进行比较,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。
7.如权利要求5所述的模拟装置,其中所述模拟模块在按照其中取得所述全景图像的时间的间隔来横跨所述图像信息而依次进行的同时,使用包括在每个全景图像中的船体区块的位置信息和与船体区块相关的CAD模型的宽度,来反复地模拟是否能够额外地加载所述船体区块。
8.如权利要求I所述的模拟装置,进ー步包括呈现单元,用于通过连接经由基于所述图像收集単元的移动而改变位置和时间所生成的全景图像,来呈现全景图像。
9.ー种管理船体区块的方法,包括 收集用于其中加载多个船体区块的场地的多个图像信息和导航信息; 将使用所述多个图像信息所创建的全景图像与将被额外加载的船体区块的CAD模型进行综合;以及 基于所述全景图像和所述CAD模型,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述收集的步骤包括 通过捕捉其中加载所述多个船体区块的场地来生成多个图像信息; 收集用于所述多个图像信息中的每ー个图像信息的导航信息;以及 将所述多个图像信息与所收集的导航信息进行同步,并然后存储所述多个图像信息。
11.如权利要求9所述的方法,其中所述收集的步骤包括通过在不同角度处对所述场地进行捕捉来收集多个图像信息,使得能够查看到船体区块的所有形状。
12.如权利要求9所述的方法,其中所述综合的步骤包括 使用所述多个图像信息来生成所述全景图像; 基于所述多个图像信息,来提取先前加载的多个船体区块的3D位置信息; 将所述全景图像与提取的3D位置信息进行组合;以及 将所述全景图像与将被额外加载的船体区块的CAD模型进行综合。
13.如权利要求12所述的方法,其中通过使用镶嵌技术而将在一致的时间处在不同方向中捕捉的多个图像信息转换为全景图像,来生成所述全景图像。
14.如权利要求9所述的方法,其中所述模拟的步骤包括 从将被额外加载的船体区块的CAD模型中检测中央点; 从所述全景图像中检测所述船体区块的位置坐标; 基于所检测的位置坐标,来计算先前加载的船体区块之间的中央点,并且将计算出的中央点设置为所述CAD模型的中央点;以及 基于所述位置坐标和所述CAD模型,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。
15.如权利要求14所述的方法,其中所述检测位置坐标的步骤包括 从在不同方向中捕捉的多个图像信息中,选择展现出船体区块的一致奇异点的多个图像信息;以及 使用图像收集単元的位置信息和姿态信息,来从所选择的多个图像信息中提取船体区块的3D位置信息。
16.如权利要求14所述的方法,其中所述模拟的步骤包括 从所述全景图像中检测先前加载的船体区块之间的宽度;以及 基于先前加载的船体区块之间的宽度和将被额外加载的船体区块的CAD模型的宽度,来模拟是否能够加载所述船体区块。
全文摘要
在这里公开了一种用于管理船体区块的设备和方法。所述设备包括模拟装置。所述模拟装置包括图像创建单元,用于使用从图像收集装置接收的多个图像信息来生成全景图像;位置提取单元,用于提取包括在所述多个图像信息中的船体区块的位置信息;位置信息综合单元,用于将由所述图像创建单元生成的全景图像与由所述位置提取单元提取的位置信息进行综合;以及模拟单元,用于基于所述全景图像和将被额外加载的船体区块的计算机辅助设计(CAD)模型,来模拟是否能够额外地加载所述船体区块。
文档编号G06F17/50GK102693333SQ20111046317
公开日2012年9月26日 申请日期2011年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者吴文均, 李升勇 申请人:韩国电子通信研究院

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