[發明專利]一種基于聲吶技術的航道尺度檢測和船舶航行監測系統

有效

• 申請號: 202210028571.0
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114383546B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 王澤祥
• 申請（專利權）人: 王樂廷
• 主分類號: G01B17/00
• 分類號: G01B17/00;G01B17/06
• 代理公司: 北京麥匯智云知識產權代理有限公司 11754
• 代理人: 曹治麗

本發明提出了一種基于聲吶技術的航道尺度檢測和船舶航行監測系統，涉及船舶航行技術領域。該系統包括：船載前置側掃聲吶采集模塊用于采集河床地形數字點云數據。立體視圖生成模塊用于根據數字點云數據生成船舶正前方河床的3D立體點云視圖。通航檢測模塊用于將3D立體點云視圖與標準航道理論尺度進行對照得到對照結果。專用船數據獲取模塊用于獲取側掃聲吶掃測河床地形的實測數據。航道尺度數據計算模塊用于得到航道尺度數據。航道尺度數據校驗模塊用于利用標準航道理論尺度對航道尺度數據進行核驗。該系統根據船載側掃聲吶的實測數據得到船舶正前方的航道尺度數據，當船舶通過某個限制水域時，對航道尺度數據進行核驗，以確定船舶能否通過。

技術領域

本發明涉及船舶航行技術領域，具體而言，涉及一種基于聲吶技術的航道尺度檢測和船舶航行監測系統。

背景技術

隨著水下聲吶技術的發展，單波束、多波束以及側掃聲吶技術的不斷進步，數字點云成像技術，使得河床、海床地形測量成果更直觀、更立體的在屏幕上展示。這些測量數據，目前只能在采集后輸入到專業系統處理后，才能用于航道技術條件的確定分析和限制性水域船舶通行條件的研判。在人工智能高度發達的今天，這樣的工作流程已經嚴重落后于時代。運用人工智能技術把當場采集的河床地形數據進行屬性歸類、去偽存真，實時測得航寬、航深，曲率半徑、富裕水深等實際航道尺度數據，與標準航道尺度對比檢驗有無礙航因素，用人工智能技術對比識別，檢測航道通暢狀況已是大勢所趨。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于聲吶技術的航道尺度檢測和船舶航行監測系統，其能夠實時反映船舶航行前方水域的航道條件，避免出現擱淺、碰撞等海事事故，以保證航行安全。

本發明的實施例是這樣實現的：

本申請實施例提供一種基于聲吶技術的航道尺度檢測和船舶航行監測系統，其包括船載前置側掃聲吶采集模塊、立體視圖生成模塊、通航檢測模塊、專用船數據獲取模塊、航道尺度數據計算模塊和航道尺度數據校驗模塊；

船載前置側掃聲吶采集模塊用于對船舶航行的正前方進行掃測，以采集河床地形及水下礙航物體的數字點云數據；

立體視圖生成模塊用于根據數字點云數據生成船舶航線正前方的河床地形3D立體點云視圖；

通航檢測模塊用于將3D立體點云視圖與標準航道理論尺度進行對照得到對照結果，并根據對照結果進行對應提示；

所述專用船數據獲取模塊用于以設置在專用船船頭的側掃聲吶換能器為原點建立獨立坐標系，并獲取專用船正前方河床地形及礙航物體輪廓的實測數據，所述實測數據包括GPS的定位數據、定向數據、授時數據和RTK的高程數據；

所述航道尺度數據計算模塊用于根據所述數字點云數據、所述定位數據、所述定向數據、所述高程數據和所述授時數據得到在所述獨立坐標系中的實際河床地形信息數據，并通過地理信息系統將所述實際河床地形信息數據換算成大地坐標系中的地理信息數據，以得到所測航段內實際航道尺度數據；

航道尺度數據校驗模塊用于以航道理論中心線為軸，利用標準航道理論尺度對實際航道尺度數據進行核驗，以檢驗航道尺度數據是否達標。

在本發明的一些實施例中，上述基于聲吶技術的航道尺度檢測和船舶航行監測系統還包括：

姿態采集模塊，用于采集船舶的當前航行姿態數據；

姿態糾偏模塊，用于以船舶的三維軸線為基準，對當前航行姿態數據進行糾偏。

在本發明的一些實施例中，上述基于聲吶技術的航道尺度檢測和船舶航行監測系統還包括：

標準航道理論尺度得到模塊，用于根據標準航道寬度、標準深度和標準曲率半徑得到標準航道理論尺度；

理論幾何空間建立模塊，用于根據標準航道理論尺度，在三維空間內建立理論幾何空間。