專利名稱：船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航系統(tǒng)，特別是一種基于MapX數(shù)字海圖的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)， 它主要適用于船舶的GPS智能導(dǎo)航監(jiān)控。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)已有一些漁用或者船用的GPS導(dǎo)航儀的導(dǎo)航系統(tǒng)。他們的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑一般通過 采用自制的數(shù)字地圖引擎或者采用位圖地圖，在數(shù)字海圖的制作和處理上存在專業(yè)性的缺 陷。同時(shí)用于導(dǎo)航的參考數(shù)據(jù)僅僅是GPS定位信息，對(duì)于影響航行安全的水深信息和周圍 其他船只的信息無法接入?，F(xiàn)有的船用GPS導(dǎo)航設(shè)備上使用的數(shù)字海圖都十分粗糙、精度 不高，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，而提供一種設(shè)計(jì)合理、而且能提供七維的時(shí)空位置速度信息、操作方便快捷的基于MapX數(shù)字海圖的船用智能 導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，包括主機(jī) 和無線通訊設(shè)備，主機(jī)設(shè)置有顯示器和存儲(chǔ)器，其特征在于設(shè)置有通訊導(dǎo)航模塊、地理信 息系統(tǒng)模塊和具有智能決策功能的輔助系統(tǒng)模塊，船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)采用M即X作為數(shù) 字海圖的支撐平臺(tái)，通過地理信息系統(tǒng)模塊得到海圖信息，通過通訊導(dǎo)航模塊進(jìn)行無線數(shù) 據(jù)收發(fā)，輔助系統(tǒng)模塊根據(jù)通訊導(dǎo)航模塊、地理信息系統(tǒng)模塊得到的有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)合管理人 員的有關(guān)操作實(shí)現(xiàn)船舶安全行駛有效參考，船岸通訊實(shí)時(shí)監(jiān)控以及數(shù)字海圖的自動(dòng)更新。本發(fā)明還設(shè)置有一個(gè)與主機(jī)連接的測(cè)深儀，用于實(shí)時(shí)探測(cè)水深。本發(fā)明所述輔助系統(tǒng)模塊包括駕駛監(jiān)控、海圖管理、海圖作業(yè)、船舶避碰、船舶過淺、 船舶離靠港六個(gè)管理模塊以及海圖信息、港口航道信息、船舶基本信息、航線四個(gè)基本數(shù) 據(jù)庫(kù)，駕駛監(jiān)控根據(jù)船舶的地理信息進(jìn)行駕駛管理，海圖管理對(duì)海圖進(jìn)行變更操作，海圖 的變更主要包括海圖的增添、修改和刪除，海圖作業(yè)根據(jù)海圖信息在海圖顯示的界面上進(jìn) 行航線的變更操作，航線的變更主要包括航線的增添、修改和刪除，船舶避碰、船舶過淺 根據(jù)船舶的地理信息和相鄰船舶或物體的距離對(duì)船舶碰撞或擱淺的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，船舶離 靠港對(duì)船舶離靠港信息進(jìn)行管理。本發(fā)明所述海圖管理包括紙海圖、數(shù)字海圖和航海圖書三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，航海圖書中設(shè)置有航海圖集、航路指南、航標(biāo)表、潮汐表、無線電導(dǎo)航表、港口資料。本發(fā)明還設(shè)置有數(shù)字海圖自動(dòng)更新程序，數(shù)字海圖自動(dòng)更新程序在接收到來自監(jiān)控中 心的新數(shù)字海圖后自動(dòng)進(jìn)行數(shù)字海圖更新。本發(fā)明還設(shè)置有航線設(shè)計(jì)程序，航線設(shè)計(jì)程序新建或調(diào)出已存儲(chǔ)的航線顯示在數(shù)字海 圖上，根據(jù)圖上顯示進(jìn)行航線新建或修改并保存。本發(fā)明主機(jī)內(nèi)置GPS接收器和無線通訊設(shè)備。本發(fā)明主機(jī)還可設(shè)置船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)接口，主機(jī)與船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)連接， 在數(shù)字海圖上顯示船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)信息。本發(fā)明主機(jī)通過GPS接收機(jī)接收船舶當(dāng)前經(jīng)緯度，結(jié)合海圖信息、港口航道信息、航 線和外圍連接設(shè)備(如AIS系統(tǒng)、測(cè)深儀等)實(shí)現(xiàn)海圖管理、海圖作業(yè)、船舶避碰、船舶 過淺預(yù)警、船舶離靠港等操作，為船舶航行提供有效的參考。系統(tǒng)保存通過GPS接收機(jī)接 收的經(jīng)緯度，對(duì)外圍連接設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)作為航行參考。本發(fā)明可通過無線通訊設(shè)備把接收到的GPS數(shù)據(jù)和AIS數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，使管理 者直觀的監(jiān)控船舶。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)1、采用MapX作為數(shù)字海圖的支撐平臺(tái)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)航線、航點(diǎn)、航跡等的網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)管理，可使管理者直觀地對(duì)船舶進(jìn)行即時(shí)調(diào)度， 以極大提高航運(yùn)管理的效率，推動(dòng)航運(yùn)管理的規(guī)范化進(jìn)程。2、設(shè)置有水深儀，通過水深儀 的實(shí)時(shí)探測(cè)的水深對(duì)于保證船舶的安全航行。3、具有輔助決策功能的自主智能導(dǎo)航功能， 將數(shù)字海圖、GPS定位信息、水深儀的水深信息、AIS設(shè)備的鄰船信息的數(shù)據(jù)統(tǒng)一應(yīng)用，給 使用者提供更多的航行建議。4、內(nèi)接無線通訊設(shè)備，通過無線通訊設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字海圖 的自動(dòng)更新和把GPS信息和AIS接收到的鄰船信息發(fā)給管理者，為管理者提供對(duì)船舶直觀 的管理方案。


圖l為本發(fā)明實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的控制結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的海圖管理框圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字海圖自動(dòng)更新流程圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的航線設(shè)計(jì)流程圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的AIS信息發(fā)送流程圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1 圖6，本發(fā)明實(shí)施例的硬件部分包括主機(jī)1，主機(jī)1采用工業(yè)控制機(jī)且設(shè)置 有顯示器l一l、 GPS接收機(jī)1一2、無線通訊設(shè)備1一3和存儲(chǔ)器1一4。在主機(jī)l中設(shè)定專門的控制程序和內(nèi)置式GPS接收機(jī)l一2進(jìn)行通信，以使GPS接收機(jī)l一2的輸出數(shù)據(jù)能及 時(shí)輸入到主機(jī)l，參與智能導(dǎo)航。主機(jī)l中的內(nèi)置式無線通訊設(shè)備1一3用于數(shù)據(jù)接發(fā)、通 訊導(dǎo)航，通過地理信息系統(tǒng)模塊得到海圖信息，通過通訊導(dǎo)航模塊進(jìn)行無線數(shù)據(jù)收發(fā)，輔 助系統(tǒng)模塊根據(jù)通訊導(dǎo)航模塊、地理信息系統(tǒng)模塊得到的有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)合管理人員的有關(guān)操 作實(shí)現(xiàn)船舶安全行駛有效參考，船岸通訊實(shí)時(shí)監(jiān)控(包括AIS信息和GPS定位信息實(shí)時(shí)發(fā) 送至監(jiān)控中心)以及數(shù)字海圖的自動(dòng)更新。內(nèi)置式GPS接收機(jī)1—2和無線通訊設(shè)備1一3 體積小巧，從而保證了整個(gè)導(dǎo)航儀器美觀、小巧。本發(fā)明實(shí)際上還預(yù)留與測(cè)深儀相連的接 口，連接測(cè)深儀實(shí)時(shí)探測(cè)水深，保證安全航行。隨著AIS設(shè)備(船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng))在船 舶上的安裝，可以從AIS系統(tǒng)得到鄰船的數(shù)據(jù)作為基于M叩X數(shù)字海圖的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控 系統(tǒng)的一個(gè)重要數(shù)據(jù)輸入到主機(jī)1，作為船舶航行重要參考數(shù)據(jù)。本發(fā)明的主機(jī)1及其主要 部件均可采用現(xiàn)有技術(shù)。在本發(fā)明實(shí)施例中的控制程序(軟件)采用M即X作為數(shù)字海圖的支撐平臺(tái)。本發(fā)明的 軟件主要由通訊導(dǎo)航模塊、地理信息模塊、輔助系統(tǒng)模塊構(gòu)成。輔助系統(tǒng)模塊包括駕駛監(jiān) 控、海圖管理、海圖作業(yè)、船舶避碰、船舶過淺、船舶離靠港6個(gè)管理模塊以及海圖信息、 港口航道信息、船舶基本信息、航線四個(gè)基本數(shù)據(jù)庫(kù)組成。根據(jù)實(shí)際需要，管理模塊和基 本數(shù)據(jù)庫(kù)可擴(kuò)展。參見圖3，本發(fā)明實(shí)施例海圖管理包括紙海圖、數(shù)字海圖和航海圖書三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，所述 的紙海圖和數(shù)字海圖，均為以海圖為背景的進(jìn)行配置工作。在航海圖書中設(shè)置有航海圖集， 航路指南，航標(biāo)表，潮汐表，無線電導(dǎo)航表港口資料等有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)資料。海圖在不同的區(qū) 域用不同顏色表示，大海的顏色隨著海的深度一次變化， 一目了然。達(dá)到一個(gè)具有人性化 的用戶界面，清晰的功能結(jié)構(gòu)，操作起來更加方便快捷，畫面更加鮮活逼真，具有一種真 切，如入其境的效果。參見圖4，本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字海圖自動(dòng)更新流程，系統(tǒng)開始運(yùn)行后，首先檢査服務(wù)器 是否有更新的文件與自身的數(shù)字海圖進(jìn)行比較，有新的數(shù)字海圖，下載數(shù)字海圖的更新文 件，下載完成后進(jìn)行更新海圖，更新完成進(jìn)行海圖的檢驗(yàn)，不正確重新更新。數(shù)字海圖更 新過程都在程序后臺(tái)操作，對(duì)軟件使用不造成影響，如果更新的海圖出錯(cuò)，還可以啟用備 用的數(shù)字海圖。參見圖5，本發(fā)明實(shí)施例的航線設(shè)計(jì)流程，首先調(diào)出包括整條航線的設(shè)計(jì)海圖、輸入航 速，啟動(dòng)航線設(shè)計(jì)標(biāo)志，利用光標(biāo)選擇轉(zhuǎn)回點(diǎn)，以二點(diǎn)航線段為單位。査詢地理信息系統(tǒng) 模塊中海圖信息，顯示該航線所包含的海圖索引框及海圖編號(hào)，如果修改航線，可利用光 標(biāo)選擇回點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)修改；如果不要修改，則暫存分段航線及海圖編號(hào)，并同時(shí)計(jì)算累計(jì)航程，最后將新航線重新命名退出。這種方法基于數(shù)字海圖基礎(chǔ)上進(jìn)行操作，替代原來的手 工作業(yè)，通過計(jì)算機(jī)作圖更為輕松直觀和方便。參見圖6，本發(fā)明實(shí)施例的AIS信息發(fā)送流程，本過程是在后臺(tái)自動(dòng)完成的，無需人為 介入。系統(tǒng)自動(dòng)打開并初始化AIS接入端口，讀取AIS獲取到的數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)的完整性， 不完整重新讀取數(shù)據(jù)；提交給輔助系統(tǒng)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，顯示在數(shù)字海圖上，同時(shí)通過 通訊導(dǎo)航模塊中的無線通訊設(shè)備l一3向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)，完成后給主機(jī)1返回一個(gè)發(fā)送 標(biāo)志。接收AIS數(shù)據(jù)為船舶航行提供可靠的參考，也為管理者提供有效的管理手段。本發(fā)明實(shí)施例以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，將船舶的位置、軌跡、時(shí)間、速度等信息實(shí)時(shí)顯示于 數(shù)字海圖上。船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確導(dǎo)航定位，能進(jìn)行精確的海洋控制 點(diǎn)測(cè)量，記錄存儲(chǔ)定位數(shù)據(jù)即時(shí)間信息，實(shí)時(shí)得出目標(biāo)或推算目標(biāo)上的其他作業(yè)點(diǎn)的位置， 可進(jìn)行事后數(shù)據(jù)處理，提高定位精度。
權(quán)利要求
1、一種船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，包括主機(jī)、無線通訊設(shè)備、GPS接收器，主機(jī)設(shè)置有顯示器和存儲(chǔ)器，其特征在于設(shè)置有通訊導(dǎo)航模塊、地理信息系統(tǒng)模塊和具有智能決策功能的輔助系統(tǒng)模塊，船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)采用MapX作為數(shù)字海圖的支撐平臺(tái)，通過地理信息系統(tǒng)模塊得到海圖信息，通過通訊導(dǎo)航模塊進(jìn)行無線數(shù)據(jù)收發(fā)，輔助系統(tǒng)模塊根據(jù)通訊導(dǎo)航模塊、地理信息系統(tǒng)模塊得到的有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)合管理人員的有關(guān)操作實(shí)現(xiàn)船舶安全行駛有效參考，船岸通訊實(shí)時(shí)監(jiān)控以及數(shù)字海圖的自動(dòng)更新。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)置有一個(gè)與主機(jī)連 接的測(cè)深儀，用于實(shí)時(shí)探測(cè)水深。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述輔助系統(tǒng)模塊包括駕駛監(jiān)控、海圖管理、海圖作業(yè)、船舶避碰、船舶過淺、船舶離靠港六個(gè)管理模塊以及 海圖信息、港口航道信息、船舶基本信息、航線四個(gè)基本數(shù)據(jù)庫(kù)，駕駛監(jiān)控根據(jù)船舶的地理 信息進(jìn)行駕駛管理，海圖管理對(duì)海圖進(jìn)行變更操作，海圖作業(yè)根據(jù)海圖信息在海圖顯示的界 面上進(jìn)行航線的變更操作，船舶避碰、船舶過淺根據(jù)船舶的地理信息和相鄰船舶或物體的距 離對(duì)船舶碰撞或擱淺的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，船舶離靠港對(duì)船舶離靠港信息進(jìn)行管理。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述海圖管理包括紙海圖、數(shù)字海圖和航海圖書三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，航海圖書中設(shè)置有航海圖集、航路指南、航標(biāo)表、潮 汐表、無線電導(dǎo)航表、港口資料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)置有數(shù)字海圖自動(dòng)更新程序，數(shù)字海圖自動(dòng)更新程序在接收到來自監(jiān)控中心的新數(shù)字海圖后自動(dòng)進(jìn)行數(shù)字海圖 更新。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)置有航線設(shè)計(jì)程序，航線設(shè)計(jì)程序新建或調(diào)出已存儲(chǔ)的航線顯示在數(shù)字海圖上，根據(jù)圖上顯示進(jìn)行航線新建或修 改并保存。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)內(nèi)置GPS接收器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)內(nèi)置無線通訊設(shè)備。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)設(shè)置有船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)接口。
10、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)設(shè)置有船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)接口，主機(jī)與船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)連接，在數(shù)字海圖上顯示船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置有帶顯示器的主機(jī)、無線通訊設(shè)備、GPS接收機(jī)和通訊導(dǎo)航模塊、地理信息系統(tǒng)模塊和具有智能決策功能的輔助系統(tǒng)模塊，船用智能導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)采用MapX作為數(shù)字海圖的支撐平臺(tái)，通過地理信息系統(tǒng)模塊得到海圖信息，通過通訊導(dǎo)航模塊進(jìn)行無線數(shù)據(jù)收發(fā)，輔助系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)船舶安全行駛有效參考，船岸通訊實(shí)時(shí)監(jiān)控以及數(shù)字海圖的自動(dòng)更新。輔助系統(tǒng)模塊包括駕駛監(jiān)控、海圖管理、海圖作業(yè)、船舶避碰、船舶過淺、船舶離靠港六個(gè)管理模塊以及海圖信息、港口航道信息、船舶基本信息、航線四個(gè)基本數(shù)據(jù)庫(kù)。本發(fā)明還可設(shè)置測(cè)深儀，用于實(shí)時(shí)探測(cè)水深。本發(fā)明采用MapX作為數(shù)字海圖的支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航線、航點(diǎn)、航跡等的網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)管理，使管理者直觀地對(duì)船舶進(jìn)行即時(shí)調(diào)度，提高航運(yùn)管理的效率。
文檔編號(hào)G09B29/00GK101319903SQ200810120039
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者倪旭輝, 王若愚 申請(qǐng)人:浙江思拓信息工程有限公司