漁業(yè)活動歷史悠久，漁網(wǎng)是獲取漁獲物最直接的工具之一。漁網(wǎng)在作業(yè)過程中，受到水動力的作用，產(chǎn)生變形和水動力學運動。
漁網(wǎng)結(jié)構(gòu)主體網(wǎng)線和網(wǎng)衣都具有柔韌性，既有在外負荷作用下的形狀易變性，也有柔性材料特有的張力變化，測量難點在于漁網(wǎng)結(jié)構(gòu)在外負荷下大變形大位移而產(chǎn)生的幾何非線性。
漁網(wǎng)在水下拖曳過程中，受力及形狀的改變與漁網(wǎng)本身的設計、作業(yè)方式以及在水中所要承受來自水流所產(chǎn)生的水動力都有著密切的關(guān)聯(lián)。
事實表明，漁網(wǎng)等捕撈和養(yǎng)殖設施與其它海洋結(jié)構(gòu)物一樣，在拖曳作業(yè)過程中同樣受到水流、波浪等環(huán)境要素的作用。如果漁網(wǎng)在設計過程中未能分析驗證波流對設施的影響，則容易造成巨大的生產(chǎn)損失。
通常情況下，過去采用的漁網(wǎng)結(jié)構(gòu)設計分析，采用激光雷達對漁網(wǎng)體積進行測量，然而這類設備較昂貴，實際對漁網(wǎng)運動非線性特征測量，可行性非常低，難以獲取準確可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果。
三維動態(tài)位移測量方案
隨著人工智能與計算機視覺技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，根據(jù)水下、水下雙目視覺系統(tǒng)，雙目立體視覺測量判斷漁網(wǎng)的三維坐標信息，從而判斷漁網(wǎng)體積變化、運動軌跡測量是一種非?？煽壳铱尚械姆椒ā?/span>
采用新拓三維XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)，進行水下漁網(wǎng)關(guān)鍵點生成、識別追蹤和三維軌跡重構(gòu)，漁網(wǎng)運動軌跡參數(shù)解算，實現(xiàn)水下漁網(wǎng)拖曳水動力學特性研究，對于優(yōu)化漁具設計，增強漁具的漁獲效率，提升漁具安全性能具有重要價值。
為了實現(xiàn)水下運動軌跡測量，新拓三維特研發(fā)定制了一套水下三維動態(tài)變形測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）及雙目立體視覺技術(shù)，通過追蹤物體表面散斑點，實現(xiàn)變形過程中物體表面關(guān)鍵點的三維坐標、位移的動態(tài)測量。
測量過程中，XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)兩個工業(yè)CCD相機同步捕捉漁網(wǎng)的變形圖像，通過立體匹配、三維重建，獲取漁網(wǎng)表面關(guān)鍵點的三維坐標、位移等數(shù)據(jù)。
特設計防水裝置，用于XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)的防水，保證測量頭防水，保證校正模型的可靠性。工業(yè)CCD相機的固定通過相機外殼，采用高強度合金加工而成，通過多個內(nèi)六角螺釘緊固，確保測量頭的防水。
三維動態(tài)變形測量系統(tǒng)防水裝置
水下三維動態(tài)變形測量系統(tǒng)架設采集
漁網(wǎng)水下軌跡動態(tài)測量
測量過程中，新拓三維水下XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)兩個工業(yè)CCD相機同步捕捉漁網(wǎng)的變形圖像，通過立體匹配、三維重建，獲取漁網(wǎng)表面關(guān)鍵點的三維坐標、位移等數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集及計算
開啟動水槽對漁網(wǎng)進行拖曳，采用XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)獲取漁網(wǎng)關(guān)鍵點的三維坐標，在漁網(wǎng)拖曳過程中，測量拖網(wǎng)過程漁網(wǎng)水下三維動態(tài)變化。
通過XTDIC-STROBE分析軟件，對采集的數(shù)據(jù)進行處理，分別獲取漁網(wǎng)各個關(guān)鍵點位XYZ位移。根據(jù)數(shù)據(jù)進行計算，分析其X位移、Y位移、Z位移、E位移的變化。
1）漁網(wǎng)關(guān)鍵點X方向位移計算
2）漁網(wǎng)關(guān)鍵點Y方向位移
3）漁網(wǎng)關(guān)鍵點Z方向位移
4、漁網(wǎng)關(guān)鍵點E（綜合）方向位移
基于三維數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）技術(shù)的漁網(wǎng)水下3D變形測量方法，可以直觀地看到漁網(wǎng)在相機視場內(nèi)不同位置的位移變化，通過關(guān)鍵點三維位移數(shù)據(jù)分析，可以清晰地觀測漁網(wǎng)形狀動態(tài)變化過程。
通過本次漁網(wǎng)水下動態(tài)位移測量，驗證了新拓三維DIC水下動態(tài)測量系統(tǒng)的可行性，測量數(shù)據(jù)及精度方面均達到了用戶技術(shù)標準要求，獲得客戶的認可，為精準測定網(wǎng)口水平、垂直擴張、網(wǎng)口及網(wǎng)身動態(tài)變化測量提供數(shù)據(jù)支撐，為設計和改進漁網(wǎng)結(jié)構(gòu)和材料性能提供重要參考。