渔业活动历史悠久，渔网是获取渔获物最直接的工具之一。渔网在作业过程中，受到水动力的作用，产生变形和水动力学运动。

渔网结构主体网线和网衣都具有柔韧性，既有在外负荷作用下的形状易变性，也有柔性材料特有的张力变化，测量难点在于渔网结构在外负荷下大变形大位移而产生的几何非线性。

渔网在水下拖曳过程中，受力及形状的改变与渔网本身的设计、作业方式以及在水中所要承受来自水流所产生的水动力都有着密切的关联。

事实表明，渔网等捕捞和养殖设施与其它海洋结构物一样，在拖曳作业过程中同样受到水流、波浪等环境要素的作用。如果渔网在设计过程中未能分析验证波流对设施的影响，则容易造成巨大的生产损失。

通常情况下，过去采用的渔网结构设计分析，采用激光雷达对渔网体积进行测量，然而这类设备较昂贵，实际对渔网运动非线性特征测量，可行性非常低，难以获取准确可靠的数据结果。

三维动态位移测量方案

随着人工智能与计算机视觉技术领域的不断发展，根据水下、水下双目视觉系统，双目立体视觉测量判断渔网的三维坐标信息，从而判断渔网体积变化、运动轨迹测量是一种非常可靠且可行的方法。

采用新拓三维XTDIC-STROBE三维动态测量系统，进行水下渔网关键点生成、识别追踪和三维轨迹重构，渔网运动轨迹参数解算，实现水下渔网拖曳水动力学特性研究，对于优化渔具设计，增强渔具的渔获效率，提升渔具安全性能具有重要价值。

为了实现水下运动轨迹测量，新拓三维特研发定制了一套水下三维动态变形测量系统，该系统结合数字图像相关法（DIC）及双目立体视觉技术，通过追踪物体表面散斑点，实现变形过程中物体表面关键点的三维坐标、位移的动态测量。

测量过程中，XTDIC-STROBE三维动态测量系统两个工业CCD相机同步捕捉渔网的变形图像，通过立体匹配、三维重建，获取渔网表面关键点的三维坐标、位移等数据。

特设计防水装置，用于XTDIC-STROBE三维动态测量系统的防水，保证测量头防水，保证校正模型的可靠性。工业CCD相机的固定通过相机外壳，采用高强度合金加工而成，通过多个内六角螺钉紧固，确保测量头的防水。

三维动态变形测量系统防水装置

水下三维动态变形测量系统架设采集

渔网水下轨迹动态测量

测量过程中，新拓三维水下XTDIC-STROBE三维动态测量系统两个工业CCD相机同步捕捉渔网的变形图像，通过立体匹配、三维重建，获取渔网表面关键点的三维坐标、位移等数据。

数据采集及计算

开启动水槽对渔网进行拖曳，采用XTDIC-STROBE三维动态测量系统获取渔网关键点的三维坐标，在渔网拖曳过程中，测量拖网过程渔网水下三维动态变化。

通过XTDIC-STROBE分析软件，对采集的数据进行处理，分别获取渔网各个关键点位XYZ位移。根据数据进行计算，分析其X位移、Y位移、Z位移、E位移的变化。

1）渔网关键点X方向位移计算

2）渔网关键点Y方向位移

3）渔网关键点Z方向位移

4、渔网关键点E（综合）方向位移

基于三维数字图像相关（DIC）技术的渔网水下3D变形测量方法，可以直观地看到渔网在相机视场内不同位置的位移变化，通过关键点三维位移数据分析，可以清晰地观测渔网形状动态变化过程。

通过本次渔网水下动态位移测量，验证了新拓三维DIC水下动态测量系统的可行性，测量数据及精度方面均达到了用户技术标准要求，获得客户的认可，为精准测定网口水平、垂直扩张、网口及网身动态变化测量提供数据支撑，为设计和改进渔网结构和材料性能提供重要参考。