專利名稱：內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動測量技術(shù)范疇，具體涉及ー種基于帶高精度云臺的毫米波雷達(dá)(激光)傳感器與視頻分析的內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
實際船舶干舷高度一般是指沿舷側(cè)自 水線面量至上層連續(xù)甲板(干舷甲板)邊線的垂直距離；實際船舶吃水深度一般是指沿舷側(cè)自水線面量至船舶底部最低點的垂直距離。長江干線航道近些年來“超載”、“超吃水”現(xiàn)象較為嚴(yán)重，形勢不容樂觀。船舶“超載”直接威脅水上交通安全，已成為水上交通安全的“頭號殺手”。超載后導(dǎo)致船舶重心上升穩(wěn)性下降，其控速性能和回轉(zhuǎn)性能變差。在船舶靠、離碼頭，掉頭或航行中與其他船舶、設(shè)施相遇時，若駕駛員操作不當(dāng)，極易發(fā)生碰撞、觸碰事故，尤其是內(nèi)河運輸船舶超載后，其干舷部分大半沒入水中，只剩船頭和駕駛臺(室)露出水面，有人戲稱“潛水艇”。有時風(fēng)浪稍大或大船經(jīng)過，也會發(fā)生“浪沉”事故。如果發(fā)生碰撞，則必然導(dǎo)致沉船事故發(fā)生。這些都對廣大船員的人身和財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅，直接影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定。船舶“超吃水”極易在淺、險、彎、窄航道內(nèi)造成擱淺及發(fā)生其他水上交通事故，擱淺后將改變船舶周圍水流的流速、流向、流態(tài)，加之處于淺、窄、彎曲河段，使航道內(nèi)泥沙淤積、束窄航槽、河床不正常地演變等一系列連鎖式破壞，不僅惡化航道條件，影響其他船舶的安全航行，同時造成自身巨額經(jīng)濟(jì)損失。該現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是少數(shù)船舶為了經(jīng)濟(jì)效益，在吃水遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過所經(jīng)航段水深而不采取減載措施的情況下，任然冒險航行；客觀條件上，枯水期長江中游航道條件差，富余水深不多。目前治理“超載”、“超吃水”主要靠海事部門在船舶簽證時，嚴(yán)查船舶證書，核對船舶干舷高度、吃水深度；同時，加強現(xiàn)場巡航、巡査力度，并強化安全宣傳。這種治理方式海事部門投入了巨大的人力、物力、財力，無形中増加了海事管理的成本。面對嚴(yán)峻的通航形勢，ー些船舶卻受利益驅(qū)使，懷有僥幸心理冒險航行，擱淺后嚴(yán)重破壞航道，威脅通航安全，使本已十分緊張的通航形勢雪上加霜。尤其是長江干線進(jìn)入枯水期以后，頻頻發(fā)生“超吃水”船舶擱淺事故。雖然海事部門啟動應(yīng)急預(yù)案，比如啟動減載基地、對重點船舶進(jìn)行全程護(hù)航等，但是對于船舶實際吃水一直沒有很有效的監(jiān)測和控制辦法，只憑目視和經(jīng)驗無法實現(xiàn)有效的監(jiān)瞀管理，違章現(xiàn)象屢禁不止?，F(xiàn)有的船舶超載檢測方法主要分為兩類一類通過在船舶上安裝特定的傳感器進(jìn)行檢測，另ー類主要依靠視頻分析進(jìn)行超載測量。前者有明顯的缺陷，船主為了超載謀利會想方設(shè)法破壞或影響安裝在各自船舶上的傳感器的工作狀態(tài)，從而使得測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不可信；而后者僅僅依靠視頻分析來進(jìn)行測量，則很難達(dá)到較高的測量精度，且測量結(jié)果極容易收到天氣狀況，光照條件等因素的影響
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出了ー種基于帶高精度云臺的毫米波雷達(dá)(激光)傳感器和視頻分析相結(jié)合的內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)及方法，本技術(shù)方案充分利用帶高精度云臺的毫米波雷達(dá)(激光)傳感器穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有高測量精度、全天候、全天時的工作特點，并結(jié)合視頻分析來加強測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，配合超載取證，在技術(shù)方案和實際效果等方面都較其他測量方法具有較大的優(yōu)勢。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)手段來實現(xiàn)，一種內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括船舶監(jiān)測部分，用于掃描過往船只，對其型號、形狀、尺寸等參數(shù)信息進(jìn)行采集確認(rèn)，并測定該船只的距離及橋梁到水面的高度；信號傳輸部分，用于將船舶監(jiān)測部分所監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息傳輸至后端的控制部分； 后臺控制部分，用于控制船舶監(jiān)測部分及信號傳輸部分的工作狀態(tài)，接收信號傳輸部分輸入的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對該監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運算處理以及啟動警示設(shè)備；警示設(shè)備，用于對違規(guī)船只發(fā)出警示信息；客戶端部分，用于實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明，其進(jìn)ー步的技術(shù)特征在于，所述船舶監(jiān)測部分包括AIS信號接收器，設(shè)置于橋梁正下方的測距傳感器，橋梁兩側(cè)的至少兩個視頻聯(lián)動裝置和帶云臺的傳感器，以及航道兩側(cè)的測距浮標(biāo)。進(jìn)ー步的技術(shù)特征還包括，所述信號傳輸部分為連接于船舶監(jiān)測部分與后臺控制部分之間的光纖，或者是設(shè)置于船舶監(jiān)測部分上的無線發(fā)送裝置及設(shè)置于后臺控制部分上的無線接收裝置。本發(fā)明還同步公布了ー種利用上述自動監(jiān)測系統(tǒng)對內(nèi)河船舶吃水進(jìn)行自動監(jiān)測的方法，該自動監(jiān)測方法包括如下步驟a，預(yù)先在橋梁下部固定船舶監(jiān)測部分，并在電子航道圖中標(biāo)定監(jiān)控線所在的位置，當(dāng)船舶經(jīng)過該監(jiān)控線位置吋，AIS信號接收器向船舶監(jiān)測部分各設(shè)備發(fā)出“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令；b，測距傳感器5接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，向固定于其正下方的測距浮標(biāo)6發(fā)出激光，測出橋梁到水面的高度hi ；C，帶云臺的傳感器接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，傳感器以角度！·向下掃描監(jiān)測船舶，得出其與船舶甲板之間的直線距離s ；d，信號傳輸部分將上述測得的高度hi及直線距離s傳輸至后臺控制部分；e，后臺控制部分接收信號傳輸部分輸入的高度hi及直線距離S，并同步調(diào)取由AIS信號接收器提取的船舶數(shù)據(jù)信息得出船型深h3 ；f，后臺控制部分經(jīng)過計算得出橋梁到船舶甲板的高度h2 = s .cosr,船身干舷高度 h4 = hl-h2 = hl-s · cosr,則得出船舶實際吃水深度 h = h3_h4 = h3_(hl_s · cosr)；g，后臺控制部分將船舶實際吃水深度h與AIS信號接收器提取的船舶數(shù)據(jù)信息中的該船舶核定吃水深度進(jìn)行比較；h ;若比較得出船舶實際吃水深度h大于該船舶核定吃水深度，則向船舶監(jiān)測部分發(fā)送數(shù)據(jù)控制信息，將船舶超載超吃水?dāng)?shù)據(jù)信息及圖像信息保存在監(jiān)測部分?jǐn)?shù)據(jù)庫中并觸發(fā)警示設(shè)備對該違規(guī)船只發(fā)出警示信息；若船舶實際吃水深度h小于該船舶核定吃水深度，則整個系統(tǒng)進(jìn)入待機監(jiān)測狀態(tài)，等待下ー個船舶的駛?cè)搿１景l(fā)明還同步提供了當(dāng)船舶沒有開啟AIS系統(tǒng)時，對其進(jìn)行自動監(jiān)測的方法，該自動監(jiān)測方法包括如下步驟a，預(yù)先在橋梁下部固定船舶監(jiān)測部分，并在電子航道圖中標(biāo)定監(jiān)控線所在的位置，當(dāng)船舶經(jīng)過該監(jiān)控線位置時，視頻聯(lián)動裝置監(jiān)控到船舶進(jìn)入信息，向各設(shè)備發(fā)出“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令；b，測距傳感器5接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，向固定于其正下方的測距浮標(biāo)6發(fā)出激光，測出橋梁到水面的高度hi ；C，帶云臺的傳感器接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，傳感器以角度！·向下掃描監(jiān)測船舶，得出其與船舶甲板之間的直線距離s ； d，信號傳輸部分將上述測得的高度hi及直線距離s傳輸至后臺控制部分；e，后臺控制部分接收信號傳輸部分輸入的高度hi及直線距離S，經(jīng)過計算得出橋梁到船舶甲板的高度h2 = s · cosr,則計算出船身干舷高度h4 = hl_h2 = hl_s · cosr ；f，后臺控制部分將該干舷高度h4與海事部門核定的該類型船舶最小干舷值進(jìn)行比較；g，若比較得出該干舷高度h4小于海事部門核定的該類型船舶最小干舷值，則向船舶監(jiān)測部分發(fā)送數(shù)據(jù)控制信息，將船舶超載超吃水?dāng)?shù)據(jù)信息及圖像信息保存在監(jiān)測部分?jǐn)?shù)據(jù)庫中并觸發(fā)警示設(shè)備對該違規(guī)船只發(fā)出警示信息；若船舶干舷高度h4大于海事部門核定的該類型船舶最小干舷值，則整個系統(tǒng)進(jìn)入待機監(jiān)測狀態(tài)，等待下ー個船舶的駛?cè)?。本發(fā)明采用帶高精度云臺的毫米波雷達(dá)(激光)傳感器作為吃水監(jiān)測的核心光學(xué)設(shè)備，并配合以智能視頻分析模塊，可以實時監(jiān)測并識別出通航船舶的吃水深度、干舷高度、以及船舶型號信息等，該系統(tǒng)可以布設(shè)在航道的橋梁下方，具有測量精度高、控制靈活、實時性好、速度快等諸多優(yōu)點，可廣泛用于各類航道的吃水監(jiān)測，對航道內(nèi)船舶吃水深度嚴(yán)格監(jiān)測和控制具有十分重要的現(xiàn)實意義。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)工作原理框圖。圖2為本發(fā)明系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明工作流程框圖。
具體實施例方式如圖I及圖2所示為本發(fā)明系統(tǒng)工作原理框圖及安裝結(jié)構(gòu)示意圖。I)船舶監(jiān)測部分船舶監(jiān)測部分是航道船舶超載超吃水監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個系統(tǒng)的“眼睛”，包括AIS信號接收器，設(shè)置于橋梁I正下方的測距傳感器5，橋梁I兩側(cè)的至少兩個視頻聯(lián)動裝置3和帶云臺的傳感器4，以及航道兩側(cè)的測距浮標(biāo)6。所述至少兩個視頻聯(lián)動裝置3分別固定于橋梁兩側(cè)，與水面成0° -90°夾角，分別用于監(jiān)控上下水航向的船舶。在橋梁下以與水平面垂直方式安裝兩個以上(視需監(jiān)測的航道寬度而定)的帶云臺的傳感器4，通過云臺前后滑動對過往船只進(jìn)行垂直扇形掃描。
預(yù)先在電子航道圖中標(biāo)定監(jiān)控線所在的位置，當(dāng)船舶經(jīng)過該監(jiān)控線附近時，監(jiān)測系統(tǒng)會發(fā)出指令讓AIS信號接收器不間斷把來自AIS天線的船舶AIS信號接收下來，由AIS數(shù)據(jù)處理器提取船舶動態(tài)數(shù)據(jù)，包括船名、船舶型號、經(jīng)緯度坐標(biāo)、航向、航速、目的港等，記錄到船舶動態(tài)數(shù)據(jù)庫中。也就是說在確定的時間點，船舶的位置也是確定的。通過AIS關(guān)于船舶航向、位置和船舶長度的三項數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確獲取船舶的真實船名，然后向監(jiān)測系統(tǒng)各設(shè)備發(fā)出船舶進(jìn)入監(jiān)控指令。針對不開AIS船舶，可用視頻監(jiān)控及傳感器獲取該船舶的圖像數(shù)據(jù)與當(dāng)前行駛時間的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，同時向系統(tǒng)發(fā)出船舶進(jìn)入監(jiān)測指令。視頻聯(lián)動裝置3分別安置在橋梁兩側(cè)使其能偵察到過往船只，判斷其是否在正常的行駛航道，并根據(jù)船只與橋梁之間的距離來控制傳感器的工作狀態(tài)，當(dāng)船只進(jìn)入監(jiān)測距離時，指令雷達(dá)開始監(jiān)測。為了減少攝像機所用的數(shù)量、簡化傳輸系統(tǒng)及控制與顯示系統(tǒng)，在攝像機上加裝智能的、可遙控的、可變焦距鏡頭，使攝像機所能觀察的圖像分辨率更高，捕捉圖像的速度更快，同時通過控制器的控制，可以使攝像機進(jìn)行水平和垂直方向的旋轉(zhuǎn)， 從而使攝像機能覆蓋到的角度、面積更大。總之，帶高精度云臺的毫米波雷達(dá)(激光)傳感器與視頻聯(lián)動裝置就象整個系統(tǒng)的眼睛ー樣，把它監(jiān)視的內(nèi)容變?yōu)閿?shù)據(jù)與圖象信號，傳送給控制中心的監(jiān)測軟件系統(tǒng)上。2)信號傳輸部分信號傳輸部分就是系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號、圖像信號、控制信號等的通道，用于將船舶監(jiān)測部分所監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息傳輸至后端的控制部分。為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r與精確，傳輸方式可采用高強度耐候性光纖?？紤]到安裝與后期維護(hù)的方便也可采用射頻傳輸、公共頻段傳輸及GPRS傳輸?shù)确绞?。有線數(shù)據(jù)接ロ有RS458、RS232、RS422。3)后臺控制部分控制部分是整個系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的指揮中心?？刂撇糠种饕蓴?shù)據(jù)監(jiān)測控制報警系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)監(jiān)測控制報警系統(tǒng)主要的功能有測量數(shù)據(jù)與圖像信號分配與放大、測量數(shù)據(jù)的校正與補償、切換、記錄等；對帶高精度云臺的毫米波雷達(dá)(激光)傳感器、攝像機、電動變焦鏡頭、等進(jìn)行控制，以完成對被監(jiān)視場所全面、詳細(xì)的監(jiān)視或跟蹤監(jiān)視；對系統(tǒng)防區(qū)進(jìn)行布防、撤防等功能。當(dāng)前端防區(qū)有違規(guī)船舶駛?cè)霑r，報警信號傳送到控制中心，可以顯示報警防區(qū)、聯(lián)動警號、閃燈、攝像機等設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)有多路遠(yuǎn)距離信號傳輸吋，還應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)距離信號傳送的方式，如視頻傳輸、光纖傳輸、射頻平衡式傳輸?shù)鹊?，考慮在控制臺中是否應(yīng)增設(shè)解調(diào)裝置以對應(yīng)光纖傳輸或射頻傳輸、補償裝置以對應(yīng)視頻傳輸、還原裝置以對應(yīng)平衡式視頻傳輸以及遠(yuǎn)端切換控制器裝置以對應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)端切換方式等等。4)警示設(shè)備警示設(shè)備為警示燈和警號中的ー種或兩種，或其它可對聲光設(shè)備等，用于對違規(guī)船只發(fā)出警示信息。5)客戶端部分一般分為普通客戶端用戶和WEB客戶端(B/S模式)兩種模式。普通客戶端主要通過專用客戶端軟件來實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，而WEB客戶端(B/S模式)直接通過IE瀏覽器輸入監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器的IP地址或WEB地址即可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，因此相對來說操作性上更加便捷。
本發(fā)明還同步公布了ー種利用上述自動監(jiān)測系統(tǒng)對內(nèi)河船舶吃水進(jìn)行自動監(jiān)測的方法，如圖3所示，該自動監(jiān)測方法包括如下步驟①，在接收到“船舶駛?cè)搿敝噶詈?，啟動橋梁下安裝的帶云臺的傳感器4對船舶2圍板至船沿的甲板進(jìn)行掃描測量出傳感器到船舶2甲板的距離S，同時測距傳感器5對固定子其正下方水面上的測距浮標(biāo)6發(fā)出激光，測出橋梁I到水面的高度hi。②，通過帶云臺的傳感器4所在的高精度云臺給出掃描到甲板的射線與本傳感器到水面的垂直射線形成的夾角度數(shù)r。③，信號傳輸部分將上述測得的高度hi、直線距離s及夾角度數(shù)r傳輸至后臺控制部分；④，后臺控制部分接收信號傳輸部分輸入的高度hi、直線距離s及夾角度數(shù)r，并同步調(diào)取由AIS信號接收器提取的船舶數(shù)據(jù)信息得出船干弦高度h3 ； ⑤，后臺控制部分經(jīng)過計算得出橋梁到船舶甲板的高度h2 = s .cosr,船身干舷高度 h4 = hl-h2 = hl-s Wosr,則得出船舶實際吃水深度 h = h3_h4 = h3_(hl_s *cosr)；⑥，在獲取當(dāng)前船舶的實際干舷高度和吃水深度以后，與船舶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)干舷值及吃水報警預(yù)設(shè)的信息進(jìn)行比對，如達(dá)到報警設(shè)置值，即實際干舷超證書規(guī)定值、實際吃水超設(shè)定值時，則向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)控制信息，將船舶超載超吃水?dāng)?shù)據(jù)信息及圖像信息保存在監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并對該違規(guī)船只發(fā)出警示信息。⑦，船舶駛過后，整個系統(tǒng)進(jìn)入待機監(jiān)測狀態(tài)，等待下ー個船舶的駛?cè)耄崔D(zhuǎn)入過程①。上述自動監(jiān)測方法為對船舶開啟AIS系統(tǒng)時的有效監(jiān)控，當(dāng)船舶為故意躲避監(jiān)控而不開啟AIS系統(tǒng)時，監(jiān)測部分的AIS信號接收器便無從接收船舶信息，對其監(jiān)控便成為盲區(qū)。為避免上述現(xiàn)象發(fā)生，本發(fā)明還同步提供了當(dāng)船舶沒有開啟AIS系統(tǒng)時，對其進(jìn)行自動監(jiān)測的方法，該自動監(jiān)測方法包括如下步驟①，預(yù)先在橋梁下部固定船舶監(jiān)測部分，并在電子航道圖中標(biāo)定監(jiān)控線所在的位置，當(dāng)船舶經(jīng)過該監(jiān)控線位置時，視頻聯(lián)動裝置3監(jiān)控到船舶進(jìn)入信息，向各設(shè)備發(fā)出“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令；②，測距傳感器5接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，向固定于其正下方的測距浮標(biāo)6發(fā)出激光，測出橋梁到水面的高度hi ；③，帶云臺的傳感器4接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，傳感器以角度r向下掃描監(jiān)測船舶，得出其與船舶甲板之間的直線距離s ；④，信號傳輸部分將上述測得的高度hi及直線距離s傳輸至后臺控制部分；⑤，后臺控制部分接收信號傳輸部分輸入的高度hi及直線距離S，經(jīng)過計算得出橋梁到船舶甲板的高度h2 = s · cosr,則計算出船身干舷高度h4 = hl_h2 = hl_s · cosr ；⑥，后臺控制部分將該干舷高度h4與海事部門核定的該類型船舶最小干舷值進(jìn)行比較；⑦，若比較得出該干舷高度h4小于海事部門核定的該類型船舶最小干舷值，則向船舶監(jiān)測部分發(fā)送數(shù)據(jù)控制信息，將船舶超載超吃水?dāng)?shù)據(jù)信息及圖像信息保存在監(jiān)測部分?jǐn)?shù)據(jù)庫中并觸發(fā)警示設(shè)備對該違規(guī)船只發(fā)出警示信息；若船舶干舷高度h4大于海事部門核定的該類型船舶最小干舷值，則整個系統(tǒng)進(jìn)入待機監(jiān)測狀態(tài)，等待下ー個船舶的駛?cè)搿?br> 本系統(tǒng)依據(jù)《長江三峽庫區(qū)船舶定線制規(guī)定(2005)》中的規(guī)則要素為條件設(shè)計，系統(tǒng)可24小時不間斷進(jìn)行實時數(shù)據(jù)聯(lián)動監(jiān)測。系統(tǒng)主要監(jiān)測設(shè)備采用高精度毫米波(激光)雷達(dá)等技術(shù)手段，穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有高測量精度、全天候、全天時的工作特點，傳感器在夜間可以排除太陽雜光的影響，更好的回收反射回的測量光束及減少測量時間，所以系統(tǒng)在夜間的監(jiān)測效果會更好?！?br> 權(quán)利要求
1.一種內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)包括 船舶監(jiān)測部分，用于掃描過往船只，對其型號、形狀、尺寸等參數(shù)信息進(jìn)行采集確認(rèn)，并測定該船只的距離及橋梁到水面的高度； 信號傳輸部分，用于將船舶監(jiān)測部分所監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息傳輸至后端的控制部分； 后臺控制部分，用于控制船舶監(jiān)測部分及信號傳輸部分的工作狀態(tài)，接收信號傳輸部分輸入的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對該監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運算處理以及啟動警示設(shè)備； 警示設(shè)備，用于對違規(guī)船只發(fā)出警示信息； 客戶端部分，用于實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述船舶監(jiān)測部分包括AIS信號接收器，設(shè)置于橋梁(I)正下方的測距傳感器(5)，橋梁(I)兩側(cè)的至少兩個視頻聯(lián)動裝置(3)和帶云臺的傳感器(4)，以及航道兩側(cè)的測距浮標(biāo)(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述至少兩個視頻聯(lián)動裝置(3)分別固定于橋梁兩側(cè)，與水面成0° -90°夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述帶云臺的傳感器(4)固定于橋梁下方，與水面保持垂直，通過云臺前后滑動對過往船只進(jìn)行垂直扇形掃描。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸部分為連接于船舶監(jiān)測部分與后臺控制部分之間的光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸部分為設(shè)置于船舶監(jiān)測部分上的無線發(fā)送裝置及設(shè)置于后臺控制部分上的無線接收裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述警示設(shè)備為警示燈和警號中的ー種或兩種。
8.ー種利用如權(quán)利要求I所述的自動監(jiān)測系統(tǒng)對內(nèi)河船舶吃水進(jìn)行自動監(jiān)測的方法，其特征在于，所述該自動監(jiān)測方法包括如下步驟 a，預(yù)先在橋梁下部固定船舶監(jiān)測部分，并在電子航道圖中標(biāo)定監(jiān)控線所在的位置，當(dāng)船舶經(jīng)過該監(jiān)控線位置吋，AIS信號接收器向船舶監(jiān)測部分各設(shè)備發(fā)出“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令； b，測距傳感器(5)接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，向固定于其正下方的測距浮標(biāo)(6)發(fā)出激光，測出橋梁到水面的高度hi ； c，帶云臺的傳感器(4)接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，傳感器以角度！·向下掃描監(jiān)測船舶，得出其與船舶甲板之間的直線距離s ； 山信號傳輸部分將上述測得的高度hi及直線距離s傳輸至后臺控制部分；e，后臺控制部分接收信號傳輸部分輸入的高度hi及直線距離S，并同步調(diào)取由AIS信號接收器提取的船舶數(shù)據(jù)信息得出船型深h3 ； f，后臺控制部分經(jīng)過計算得出橋梁到船舶甲板的高度h2 = s · cos r,船身干舷高度h4 = hl-h2 = hl-s · cos r,則得出船舶實際吃水深度 h = h3_h4 = h3_(hl_s · cos r)；g，后臺控制部分將船舶實際吃水深度h與AIS信號接收器提取的船舶數(shù)據(jù)信息中的該船舶核定吃水深度進(jìn)行比較； h ;若比較得出船舶實際吃水深度h大于該船舶核定吃水深度，則向船舶監(jiān)測部分發(fā)送數(shù)據(jù)控制信息，將船舶超載超吃水?dāng)?shù)據(jù)信息及圖像信息保存在監(jiān)測部分?jǐn)?shù)據(jù)庫中并觸發(fā)警示設(shè)備對該違規(guī)船只發(fā)出警示信息；若船舶實際吃水深度h小于該船舶核定吃水深度，則整個系統(tǒng)進(jìn)入待機監(jiān)測狀態(tài)，等待下ー個船舶的駛?cè)搿?br> 9.ー種利用如權(quán)利要求I所述的自動監(jiān)測系統(tǒng)對內(nèi)河船舶吃水進(jìn)行自動監(jiān)測的方法，其特征在于，所述該自動監(jiān)測方法包括如下步驟 a，預(yù)先在橋梁下部固定船舶監(jiān)測部分，并在電子航道圖中標(biāo)定監(jiān)控線所在的位置，當(dāng)船舶經(jīng)過該監(jiān)控線位置時，視頻聯(lián)動裝置(3)監(jiān)控到船舶進(jìn)入信息，向各設(shè)備發(fā)出“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令； b，測距傳感器(5)接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，向固定于其正下方的測距浮標(biāo)(6)發(fā)出激光，測出橋梁到水面的高度hi ； c，帶云臺的傳感器(4)接收到“船舶進(jìn)入”的監(jiān)控指令后，傳感器以角度!·向下掃描監(jiān)測船舶，得出其與船舶甲板之間的直線距離s ； 山信號傳輸部分將上述測得的高度hi及直線距離s傳輸至后臺控制部分；e，后臺控制部分接收信號傳輸部分輸入的高度hi及直線距離S，經(jīng)過計算得出橋梁到船舶甲板的高度h2 = s · cosr,則計算出船身干舷高度h4 = hl_h2 = hl_s · cosr ；f，后臺控制部分將該干舷高度h4與海事部門核定的該類型船舶最小干舷值進(jìn)行比較； g，若比較得出該干舷高度h4小于海事部門核定的該類型船舶最小干舷值，則向船舶監(jiān)測部分發(fā)送數(shù)據(jù)控制信息，將船舶超載超吃水?dāng)?shù)據(jù)信息及圖像信息保存在監(jiān)測部分?jǐn)?shù)據(jù)庫中并觸發(fā)警示設(shè)備對該違規(guī)船只發(fā)出警示信息；若船舶干舷高度h4大于海事部門核定的該類型船舶最小干舷值，則整個系統(tǒng)進(jìn)入待機監(jiān)測狀態(tài)，等待下ー個船舶的駛?cè)搿?br> 全文摘要
本發(fā)明屬于自動測量技術(shù)范疇，具體涉及一種內(nèi)河船舶吃水自動監(jiān)測系統(tǒng)及方法，其采用機械式帶高精度云臺的毫米波雷達(dá)(激光)傳感器作為船舶吃水監(jiān)測的核心設(shè)備，傳感器系統(tǒng)布設(shè)于橋梁下，對過往的船舶進(jìn)行機動式的監(jiān)測。傳感器進(jìn)行剖面測量，并快速獲取船體的剖面圖像數(shù)據(jù)，使用軟件就可以測量當(dāng)前的船與橋梁的距離和船舶的吃水狀態(tài)，經(jīng)過計算得出船舶實際吃水深度，并將該實際吃水深度與該船舶的核定吃水深度進(jìn)行比對，判斷該船舶是否屬于超載。該系統(tǒng)可以布設(shè)在航道的橋梁下方，具有測量精度高、控制靈活、實時性好、速度快等諸多優(yōu)點，可廣泛用于各類航道的吃水監(jiān)測，對航道內(nèi)船舶吃水深度嚴(yán)格監(jiān)測和控制具有十分重要的現(xiàn)實意義。
文檔編號G01B11/02GK102730166SQ201210193269
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者盧光明, 陳亮 申請人:深圳豐澤合創(chuàng)光電科技有限公司