[發明專利]一種智慧航標的船舶交通管理方法及系統

在審

• 申請號: 201811478826.3
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109360450A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 李登峰;費巍
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G08G3/02
• 分類號: G08G3/02
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

1.一種智慧航標的船舶交通管理方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10：采集智慧航標周邊環境的實時畫面；捕捉所述實時畫面中的運動目標，并判斷所述運動目標是否進入預設電子圍欄區域內，若進入，則發出“碰礁預警”警告信號；

S20：獲取智慧航標周邊環境中過往船舶發送的船舶信息，所述船舶信息包括船舶的實時位置信息；根據所述船舶信息獲取船舶的運行軌跡并預測其未來的運行軌跡；根據船舶未來的運行軌跡和預設交通沖突計算模型，計算兩兩船舶相撞的概率，若概率超過一預設閾值，則發出“撞船預警”警告信號。

2.根據權利要求1所述的一種智慧航標的船舶交通管理方法，其特征在于，所述步驟S10中通過甚高頻無線電發出“碰礁預警”語音警告信號；所述步驟S20中通過甚高頻無線電發出“撞船預警”語音警告信號。

3.根據權利要求2所述的一種智慧航標的船舶交通管理方法，其特征在于，所述步驟S10中還通過警笛和航標燈發出“碰礁預警”聲光警告信號；所述步驟S20中還通過警笛和航標燈發出“撞船預警”聲光警告信號。

4.根據權利要求1所述的一種智慧航標的船舶交通管理方法，其特征在于，所述步驟S10中還包括上傳所述實時畫面。

5.根據權利要求1所述的一種智慧航標的船舶交通管理方法，其特征在于，所述步驟S10中所述捕捉所述實時畫面中的運動目標，并判斷所述運動目標是否進入預設電子圍欄區域內，若進入，則發出“碰礁預警”警告信號包括：

每間隔N秒獲取一次所述實時畫面的幀圖像；

將所述實時畫面第iN秒的幀圖像A導出三維矩陣a，在所述實時畫面第（i+1）N秒的幀圖像中添加預設電子圍欄區域警戒線形成幀圖像B并導出三維矩陣b，將所述三維矩陣b與所述三維矩陣a相減以獲得三維矩陣c，將所述三維矩陣c轉換為幀圖像C，其中i=0,1,2....，N為預設的自然數；

判斷所述幀圖像C中所述運動目標的像素點是否分布于預設電子圍欄區域警戒線的兩側，若兩側均存在所述運動目標的像素點，則判定所述運動目標進入預設電子圍欄區域內，發出“碰礁預警”警告信號。

6.一種智慧航標的船舶交通管理系統，其特征在于，所述系統包括：

監控攝像頭，用于采集智慧航標周邊環境的實時畫面；

告警模塊，用于發出“碰礁預警”警告信號和“撞船預警”警告信號；

工控機，用于捕捉所述實時畫面中的運動目標，并判斷所述運動目標是否進入預設電子圍欄區域內，若進入，則控制所述告警模塊發出“碰礁預警”警告信號；

接收模塊，用于獲取智慧航標周邊環境中過往船舶發送的船舶信息，所述船舶信息包括船舶的實時位置信息；

軌跡分析模塊，用于根據所述船舶信息獲取船舶的運行軌跡并預測其未來的運行軌跡；

風險評估模塊，用于根據船舶未來的運行軌跡和預設交通沖突計算模型，計算兩兩船舶相撞的概率，若概率超過一預設閾值，則控制所述告警模塊發出“撞船預警”警告信號。

7.根據權利要求6所述的一種智慧航標的船舶交通管理系統，其特征在于，所述告警模塊包括甚高頻發射單元，用于通過甚高頻無線電發出“碰礁預警”語音警告信號和“撞船預警”語音警告信號。

8.根據權利要求7所述的一種智慧航標的船舶交通管理系統，其特征在于，所述告警模塊還包括警笛和航標燈。

9.根據權利要求6所述的一種智慧航標的船舶交通管理系統，其特征在于，所述系統還包括上傳模塊，用于上傳所述實時畫面至云端。

10.一種智慧航標的船舶交通管理系統，其特征在于，所述系統包括智慧航標子系統、岸基支持子系統和云端子系統，

所述智慧航標子系統包括：

智慧航標本體；

監控攝像頭，用于采集所述智慧航標本體周邊環境的實時畫面；

告警模塊，用于通過甚高頻無線電發出“碰礁預警”警告信號和“撞船預警”警告信號；

工控機，用于捕捉所述實時畫面中的運動目標，并判斷所述運動目標是否進入預設電子圍欄區域內，若進入，則控制所述告警模塊發出“碰礁預警”警告信號；

航標通信模塊，用于上傳所述實時畫面至所述云端子系統以及用于接收所述云端子系統的通知并傳輸至所述工控機；

太陽能供電模塊，用于為所述監控攝像頭、所述告警模塊、所述工控機以及所述航標通信模塊供電；

所述岸基支持子系統包括：

接收模塊，用于獲取所述智慧航標本體周邊環境中過往船舶通過甚高頻無線電發送的船舶信息，所述船舶信息包括船舶的實時位置信息；

軌跡分析模塊，用于根據所述船舶信息獲取船舶的運行軌跡并預測其未來的運行軌跡；

岸基通信模塊，用于將預測的船舶未來的運行軌跡發送至所述云端子系統；

所述云端子系統包括：

風險評估模塊，用于根據船舶未來的運行軌跡和預設交通沖突計算模型，計算兩兩船舶相撞的概率，若概率超過一預設閾值，則通過無線通信通知所述智慧航標子系統發出“撞船預警”警告信號。