[發明專利]基于日盲紫外光信號的引航靠泊系統

有效

• 申請號: 201210550710.2
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103177606A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李想;張亮;潘巍松;孔夏麗;王軍;閆峰
• 申請（專利權）人: 江蘇五維電子科技有限公司
• 主分類號: G08G3/00
• 分類號: G08G3/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 樊文紅

技術領域

本發明涉及船舶引航靠泊的技術，具體的說，涉及一種基于日盲紫外光信號的引航靠泊系統。?

背景技術

日盲紫外波段是指紫外UVC波段中波長范圍為190—290nm的部分。太陽發出的日盲紫外波段光點在穿越地球大氣層的過程中受到臭氧層的強烈吸收，完全無法到達地面，因此日常情況下在地球表面附近完全沒有日盲紫外波段的光信號。日盲紫外波段的探測器有很高的增益，又不受太陽光背景的影響，因此相比較可見光或紅外光波段而言，日盲紫外探測器可以探測到更遠更微弱的信號。同時日盲紫外波段的圖像較為簡單，完全沒有環境背景，所拍攝到的圖像幾乎都為特定信號，這樣大大降低了后續圖像處理的工作量。?

日盲紫外波段有著很好的破霧能力，這已經在相關文獻里得到了證實。我們經過實測也證實了日盲紫外探測技術可以實現能見度為100多米的霧天下定位600米外的日盲紫外光源。這是日盲紫外特性用于船舶破霧引航靠泊的基礎。?

在水運領域，霧天嚴重影響著水運航道的通暢。不同港口和航道的水文條件有所差別，但是通常能見度小于1海里時船舶要減緩航行；能見度小于1000m時大型船舶應當停止航行，因此霧天不僅影響著船舶航行的安全，也嚴重影響著水運航道和港口物流的通暢（見《上海港長江口水域交通管理規則》第十條）。霧天下由于能見度較低，常常發生諸如大型船舶撞毀橋墩等嚴重事故，同時船舶過壩時也受到霧天的影響，霧天時船舶必須停止過壩。?

目前國內外常見的水運導航技術主要有ARPA、GPS、AIS、EDIS、雷達等。但對于水路運輸而言，惡劣天氣的影響是巨大的。如在霧天，ARPA雷達引航的準確性大大下降，特別是在船舶靠泊的過程中，由于雷達系統架設在船舶上的較高位置，在工作時只能探測較遠處的情況而無法探測到和船舶距離越來越近的港口處的情況，因而無法進行引航和靠泊。?這就意味著一旦出現大霧等惡劣天氣，船舶引航員肉眼無法觀察前進路線情況時，港口只能采取封航的措施。?

長期以來引航員一直采用目視這種最直觀的定位手段，通過觀察岸標、浮筒等來判斷船舶是否航行在航道中，但是目視瞭望往往受能見度和燈標亮度等條件影響，引航受到很大限制。引航員迫切需要更具有直觀、便捷、適應引航要求的裝備。因此，若能在船舶引航靠泊的過程中很好的應用日盲紫外光的“日盲”特性和破霧特性，將很好的解決上述問題，填補現有技術所存在的空缺。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是將日盲紫外波段光出色的破霧性能與水運領域相結合，提供基于日盲紫外光信號的引航靠泊系統，解決霧天下水運引航靠泊的安全問題，實現船舶的安全航行與靠泊。?

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：基于日盲紫外光信號的引航靠泊系統，包括日盲紫外光源系統、引航儀和顯示系統；所述日盲紫外光源系統包括若干日盲紫外光源；其特征是，所述引航儀由三軸電子羅盤、光學成像模塊和信息處理終端組成；所述三軸電子羅盤與光學成像模塊相連，獲取所述光學成像模塊在轉動時的各角度信息，并將角度信息傳送給信息處理終端；?

所述光學成像模塊由分光鏡、可見光或紅外光成像通道和日盲紫外光成像通道組成；所述分光鏡將入射光線按一定比例或波長分成兩束，使其分別進入所述可見光或紅外光成像通道和日盲紫外成像通道，所述可見光或紅外光成像通道接收可見光信號或紅外光信號，輸出可見光或紅外光視頻數字信號，所述日盲紫外光成像通道接收日盲紫外光信號，輸出日盲紫外光視頻數字信號，所述信息處理終端用于根據兩路視頻的數字信號，計算船舶的航行姿態數據和輸出合成信息至所述顯示系統。?

作為本發明的進一步改進，所述引航儀中還設有視頻采集模塊；所述可見光或紅外光?成像通道接收可見光信號或紅外光信號，輸出可見光或紅外光視頻模擬信號至視頻采集模塊，所述日盲紫外光成像通道接收日盲紫外光信號，輸出日盲紫外光視頻模擬信號至視頻采集模塊，所述視頻采集模塊采集上述兩路通道的模擬視頻信息，并將其轉換成數字信號的視頻，傳送給所述信息處理終端。?

所述合成信息可以是可見光和日盲紫外光合成視頻、船舶的航行姿態數據及輔助設備信息合成顯示，也可以是將日盲紫外視頻數字信號、可見光視頻數字信號、計算所得航行姿態數據和水運電子海圖或三維電子海圖相結合，通過虛擬現實技術得到的仿真實景圖。?

作為本發明的進一步改進，所述紅外光成像通道為短波紅外成像通道，其可以為日盲紫外圖像提供更清晰的背景參考信息。?

作為本發明的進一步改進,所述的短波紅外成像通道為InGaAs材料的面陣探測器或附著近紅外濾光片的CCD/CMOS器件。?