[發明專利]基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統及方法

在審

• 申請號: 201810034271.7
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108254748A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 謝磊;包竹;夏文濤
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93;G01S13/89;G01S13/88;G01S13/86;G01S17/93;G01S17/02;G01S17/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;劉琳

本發明公開了一種基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統及方法，所述系統包括安裝于河岸兩邊橋梁臨界高度處的激光測距裝置、監管雷達、報警裝置。激光測距裝置：用于采集激光發射端與障礙物之間的距離S；監管雷達：用于采集河道的雷達圖像。數據處理中心：用于根據激光發射端與障礙物之間的距離S和河道寬度W的差值判斷是否有超高船舶通過，并根據雷達圖像確定是否超高船舶通過，確定時發出報警信號。報警裝置用于根據報警信號發出聲光警報。本發明提供的船舶超高檢測方法可以準確的判斷出船舶高度是否超限，同時也可以有效地避免飛鳥、雨水或其它干擾物遮擋激光束而發生的誤報警，對提高內河船舶的通航安全有重要意義。

技術領域

本發明涉及船舶工程技術領域，具體地講是一種基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統及方法。

背景技術

內陸河流在我國航運業占有舉足輕重的地位。橋梁作為跨江的陸路交通建筑物，對改善道路交通條件，保障我國公、鐵道路暢通有著極大的促進作用，對公路、鐵路交通有很大的經濟效益。但與此同時，橋梁對航道而言是水上障礙物，給船舶安全航行增加了難度與風險。隨著水運交通的發展，在航船舶、橋梁建設都在不斷增長，船舶大型化趨勢也日趨明顯，大型船舶過橋難度也日益加大，一旦船舶高度超過橋區警戒高度，往往會導致非常嚴重的船橋碰撞事件，嚴重威脅人民的生命財產安全。中國專利一種內河通航船舶超高檢測預警系統及其工作方法(公開號：CN 104064055 A)提出了一種船舶超高檢測預警的技術方案，其利用AIS設備，獲得通航環境位置信息，利用標定物的空間信息采用圖像處理算法，實現離船無損檢測。該技術方案依賴CCD成像設備實現，對其安裝位置、角度需要嚴密設計，需要測量的船舶高度信息以CCD成像設備的坐標系為基準點，設備在使用過程中如果發生位置偏移不容易被發現，從而無法準確測量船舶高度，造成誤判，嚴重時可能發生橋船碰撞的事故。

因此，將激光引入船舶超高檢測領域可以克服安裝CCD成像設備造成的缺陷，激光檢測的基本原理是以激光束是否被船舶遮擋作為船舶超高的判據。激光線可視為船舶高度警戒線，若船舶水上部分高于該警戒線，則當其航行到激光檢測區時會遮擋住激光束，從而導致激光檢測數據的明顯變化。

但是在實際應用中，激光束易發生偏差導致接收器接收信號中斷引起誤報，而且飛鳥、雨水等障礙物也可能會對激光束產生遮斷造成誤報，相對而言虛警率較高。

發明內容

針對上述現有技術的不足之處，本發明提出一種基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統及方法，識別精確度高，為其他目標識別劃定范圍做鋪墊，有效降低雷達目標識別的錯誤率。

為實現上述目的，本發明所設計的基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統，其特殊之處在于，包括安裝于河岸兩邊橋梁臨界高度處的激光測距裝置、與所述激光測距裝置連接數據處理中心以及與所述數據處理中心連接的監管雷達、報警裝置；

所述激光測距裝置：用于采集激光發射端與障礙物之間的距離S；

所述監管雷達：用于采集河道的雷達圖像；

所述數據處理中心：用于根據激光發射端與障礙物之間的距離S和河道寬度W的差值判斷是否有超高船舶通過，并根據雷達圖像確定是否超高船舶通過，確定時發出報警信號；

所述報警裝置用于根據報警信號發出聲光警報。

進一步地，河道寬度小于500m時，所述激光測距裝置通過激光對射遮斷報警器實現，河道寬度大于500m時，所述激光測距裝置通過激光測距儀實現，激光測距儀的激光發射端和激光反射裝置設置于河岸兩邊，位于同一水平線上。

更進一步地，還包括用于采集視頻數據的視頻監控設備。

一種基于上述基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統的工作方法，其特殊之處在于，所述方法包括如下步驟：