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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种用于桥梁冲刷与水下病害三维声呐扫测的无人船及其测量方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119428988B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411596628.2，技术领域涉及：B63B35/00；该发明授权一种用于桥梁冲刷与水下病害三维声呐扫测的无人船及其测量方法是由熊文;黄泽林;侯士通;朱彦洁;吴智深;吴刚设计研发完成，并于2024-11-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于桥梁冲刷与水下病害三维声呐扫测的无人船及其测量方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于桥梁冲刷与水下病害三维声呐扫测的无人船及其测量方法，测量装置包括船体以及设置在船体上的声呐，还包括安装在船体底部中轴线上的控制组件、锁定在声呐预设的扫描方向的陀螺仪、用于记录船体船行数据的惯性导航系统以及控制器，所述控制组件包括控制声呐在船行方向转动的第一云台、控制声呐在垂直船行方向转动的第二云台以及控制声呐在垂直于第一云台与第二云台转动方向所构成的平面的方向转动的第三云台。本发明通过控制组件调控声呐，使得声呐扫测作业姿态更灵活，同时使用陀螺仪和惯性导航系统来作为调控声呐姿态的依据，有利于调整声呐使其始终处于预设的扫描方向，能够对桥梁水下结构与冲刷地形的全面覆盖。

本发明授权一种用于桥梁冲刷与水下病害三维声呐扫测的无人船及其测量方法在权利要求书中公布了：1.一种用于桥梁冲刷与水下病害三维声呐扫测的无人船的测量方法，其特征在于：无人船包括船体1以及设置在船体1上的声呐2，无人船还包括安装在船体1底部中轴线上用于连接和调整声呐2扫描方向的控制组件3、锁定在声呐2预设的扫描方向且安装在船体1船舱内部的陀螺仪4、用于记录船体1船行数据的惯性导航系统5以及基于陀螺仪4和惯性导航系统5的数据调节控制组件3的控制器6，所述控制组件3包括控制声呐2在船行方向转动的第一云台7、控制声呐2在垂直船行方向转动的第二云台8以及控制声呐2在垂直于第一云台7与第二云台8转动方向所构成的平面的方向转动的第三云台9； 测量方法包括以下步骤： S1：船体1启动前，设定声呐2的扫描方向，而后启动陀螺仪4并将陀螺仪4锁定在与声呐2的扫描方向一致的姿态，且陀螺仪4记录扫描方向数据并将其传输至控制器6；其中扫描方向数据包括此时陀螺仪4在船体1质心坐标系的横摇方向转角、纵摇方向转角和偏航方向转角； S2：船体1启动后，惯性导航系统5实时获取船体1的船行数据并传输至控制器6；其中船行数据包括船体1当前时刻的横摇方向转角、纵摇方向转角和偏航方向转角； S3：依据扫描方向数据和船行数据计算声呐2当前扫描方向与设定的扫描方向的控制偏差；其中控制偏差的计算公式如下： ； 云台控制量的计算公式如下： ； 其中Kp指比例计算的比例值，Ti指积分计算的时间常数，Td指微分计算的时间常数； S4：依据控制偏差计算控制组件3转动声呐2的云台控制量； S5：对云台控制量进行转换处理，获得控制组件3对应的转动角度；获得转动角度的方式如下： 采用针对各采样点的误差控制，基于一阶向后差分方法进行微分处理，控制偏差的微分计算式如下： ； 式中k标识采样时刻，T是采样周期，与是第k采样时刻与第k-1采样时刻的误差信号； 采用累计运算代替积分运算，计算式如下： ； 采用取样点KT代替连续时间t，其计算式如下： ； 汇总得到声呐2定向数字PID，根据计算的作用量调整云台对应转动的角度，计算表达式为： ； 其中，； S6：控制器6依据转动角度实时调整控制组件3转动，使得声呐2始终维持在设定的扫描方向，控制器6控制陀螺仪4转动并锁定在声呐2转动后的姿态； S7：重复步骤S2至S6，直至扫描结束。

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