應用背景

船舶在外行駛時遭遇大風浪，確實會面臨諸多挑戰，如劇烈的搖晃、降速、航向不穩定等，這些都可能引發操作困難甚至危險。現代船舶發展越來越趨向于大型化、專業化，各種新型大型船舶如超大型油船、集裝箱船等，隨著船舶尺寸的增大，船舶營運條件的復雜化，船舶的安全營運問題尤顯突出。為對海上航行船舶的安全狀態進行更加準確的監測就需要實時測量獲取船舶的運動姿態。

姿態傳感器在船舶安全運行中確實發揮著至關重要的作用，特別是在監測船體傾斜角度方面。它安裝在船舶甲板的水平平臺上，能夠精確測量船只在行駛過程中或靠岸時船體本身的傾斜角度。這一功能對于確保船舶的安全航行至關重要，能夠實時、精確地測量船只在各種航行狀態下的姿態信息。當船舶本體傾斜角度超過安全閾值時，姿態傳感器會迅速發出警報信號，提醒船員及時采取緊急措施，如調整航行方向、減速或采取其他必要的防護措施，從而避免翻船等危險情況的發生。

應用概況

為了獲取海上航行船舶及自航模試驗中船模的姿態參數，保障船舶航行安全，維特智能JY901S姿態傳感器深度應用于船舶運動姿態測量。姿態傳感器與波高傳感器共同集成使用，波高傳感器對船舶升沉信息進行采集，姿態傳感器對船舶的縱搖和橫搖姿態信息進行采集，采集到的信息經多路 A/D 轉換后送入單片機進行處理，實時得出船舶運動的升沉、縱搖及橫搖變化。經處理后的三組數據由船舶運動姿態測量系統通過 RS-485 串口送到數據接收處理機存儲、分析并實時顯示船舶運動的姿態變化曲線。

JY901S姿態傳感器具備結構緊湊、小型化、集成化、易裝卸，而且具有量程大、分辨率高、實時性強等特點，經過客戶實際試驗及海上測試，JY901S在系統應用中性能穩定，測量精度高，實用價值良好。

應用架構

利用JY901S姿態傳感器可測量載體相對于慣性空間的運動參數。將姿態測量硬件集成到船舶運動姿態測量系統并固定暗轉到船體上，當船體的升沉運動、搖滾擺幅狀態發生改變時，所對應的垂直加速度、水平傾角也隨之變化，傳感器檢測到水平傾角和垂直加速度的變化，并輸出相應的信號量，最后，再對加速度傳感器輸出的信號量進行2 次積分即可得到船體的升沉、傾斜數據信息。支持設置傾斜角度和沉降閾值，當觸發閾值后提供報警警示，如：當船體的角度大于15°時，雖然尚未達到翻船的危險程度，但也可能對船舶的穩定性和航行安全構成威脅，傳感器同樣會在此情況下發出報警信號，提醒船員注意船舶的傾斜情況，并采取相應的措施來確保航行安全。

姿態傳感器應用技術指標

縱搖、橫搖測量范圍：±20°

縱搖、橫搖測量精度：0.2°動態環境

縱搖、橫搖測量分辨率：0.05°

電源電壓直流：12 V±10%

通信接口：RS485

頻響：0.05～1 Hz

姿態測量系統工作流程

應用安裝

船舶運動姿態測量系統安裝在鋼質圓柱體中。鋼質圓柱體的下方有安裝孔方便安裝固定在船體上，圓柱體上面有提手方便攜帶，同時配有一根帶水密插頭的四芯屏蔽電纜，經鋼質圓柱體上方引出將得到的數據送入PC 機數據接收處理軟件中進行實時顯示、存儲與分析。

JY901S姿態傳感器

JY901S姿態傳感器是基于MEMS技術的高性能三維運動姿態測量系統。它包含三軸陀螺儀、三軸加速度計，三軸電子羅盤等運動傳感器。通過集成各種高性能傳感器和運用自主研發的姿態動力學核心算法引擎，結合高動態卡爾曼濾波融合算法，為客戶提供高精度、高動態、實時補償的三軸姿態角度，通過對各類數據的靈活選擇配置，可高度集成，滿足船舶運輸、橋梁建筑、高鐵道路、災害監測、能源電力等多種行業的的應用場景。

姿態傳感器作為船舶安全運行中必不可少的測量工具，其精確測量和及時報警的功能對于確保船舶的航行安全具有重要意義，能夠實時測量船舶的傾斜角度，包括俯仰角度和側滾角度，使船員能夠實時掌握船只當前的運行姿態，從而及時調整運行方向，確保船舶的安全穩定行駛。

審核編輯 黃宇