港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)，包括：成像單元、溢油監(jiān)測單元、傳輸單元及顯控單元；當系統(tǒng)處于安全監(jiān)控模式時：成像單元根據(jù)監(jiān)控指令監(jiān)控港口區(qū)域，并將港口區(qū)域圖像發(fā)送到顯控單元；顯控單元執(zhí)行可疑目標檢測并報警，之后控制成像單元跟蹤可疑目標；當溢油監(jiān)測單元監(jiān)測到發(fā)生溢油時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入溢油處置模式：溢油監(jiān)測單元將溢油區(qū)域位置信息發(fā)送到顯控單元；顯控單元報警后控制成像單元掃描溢油區(qū)域，并生成溢油區(qū)域全景圖像進而獲得溢油覆蓋面積及溢油擴散趨勢。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)港口安全及水面溢油的大范圍全天候高效監(jiān)控。
【專利說明】
港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟全球化的持續(xù)發(fā)展，港口作為國際貿(mào)易的重要樞紐在世界經(jīng)濟中扮演著越來越重要的角色，同時商船通行量和貨物吞吐量的不斷提升也為港口的安全監(jiān)管和漏油監(jiān)測帶來了挑戰(zhàn)。
[0003]在港口安全監(jiān)控領(lǐng)域目前普遍采用雷達和光電兩種監(jiān)控技術(shù)，雷達探測系統(tǒng)只能監(jiān)視港口水面區(qū)域活動的船舶等目標，無法監(jiān)視港口陸上區(qū)域的車輛、人員等目標和停泊在碼頭的船舶;普通光電監(jiān)控系統(tǒng)僅配備監(jiān)控電視攝像機及輔助照明系統(tǒng)，其監(jiān)視覆蓋范圍小，目標監(jiān)測主要通過操作員目視觀察識別，受陽光、雨霧和能見度等天氣條件影響較大。
[0004]雷達探測系統(tǒng)也可用于水面溢油監(jiān)測，但其主要用于空曠水面區(qū)域的溢油監(jiān)測，無法探測碼頭停泊的船舶泄漏的燃油，同時基于雷達的溢油檢測系統(tǒng)分辨率和靈敏度較低，無法探測到船舶漏油產(chǎn)生的小型溢油區(qū)域，而且其檢測效果受海浪、水面垃圾和海藻等影響較大。港口區(qū)域的普通光電監(jiān)控系統(tǒng)雖然也可以兼顧溢油監(jiān)測，但主要依賴操作員目視觀察識別，受陽光、風浪、雨霧和能見度等天氣條件影響較大，同時無夜間溢油監(jiān)測能力。
[0005]因此，亟需一種覆蓋范圍大、靈敏度與分辨率高、抗干擾能力強且具備夜間溢油監(jiān)測能力的港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)，基于電視、紅外成像探測原理及紫外激發(fā)熒光檢測原理，通過集成高清電視攝像機、紅外熱像儀和紫外熒光溢油傳感器等多種傳感器，結(jié)合數(shù)字圖像智能處理技術(shù)，不僅能夠?qū)Ω劭趨^(qū)域的較大范圍全天時監(jiān)控，而且能夠?qū)Ω劭谒鎱^(qū)域的漏油情況進行全天候監(jiān)測，并利用圖像拼接技術(shù)得到溢油區(qū)域的全景圖像，通過分析溢油區(qū)域圖像自動輸出溢油覆蓋面積和擴散趨勢等信息，從而成功地解決了港口安全監(jiān)控與水面溢油監(jiān)測的問題。
[0007]本發(fā)明提供一種港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)，包括:成像單元、監(jiān)測目標水面是否發(fā)生溢油的溢油監(jiān)測單元、傳輸單元及顯控單元;所述系統(tǒng)工作在安全監(jiān)控模式或溢油處置模式；當溢油監(jiān)測單元未監(jiān)測到目標水面發(fā)生溢油時，系統(tǒng)處于安全監(jiān)控模式:成像單元根據(jù)顯控單元通過傳輸單元發(fā)送的監(jiān)控指令監(jiān)控港口區(qū)域，采集港口區(qū)域圖像，并將港口區(qū)域圖像通過傳輸單元發(fā)送到顯控單元;顯控單元根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行可疑目標檢測;若檢測到可疑目標則報警，并在報警后通過傳輸單元向成像單元發(fā)送跟蹤指令;成像單元基于跟蹤指令跟蹤可疑目標；當溢油監(jiān)測單元監(jiān)測到目標水面發(fā)生溢油時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入溢油處置模式:溢油監(jiān)測單元將溢油區(qū)域位置信息通過傳輸單元發(fā)送到顯控單元;顯控單元接收溢油區(qū)域位置信息之后報警，并根據(jù)溢油區(qū)域位置信息生成溢油掃描指令通過傳輸單元向成像單元發(fā)送;成像單元基于溢油掃描指令掃描溢油區(qū)域，采集溢油區(qū)域圖像，并將溢油區(qū)域圖像通過傳輸單元發(fā)送到顯控單元;顯控單元基于溢油區(qū)域圖像得到溢油區(qū)域全景圖像，并根據(jù)溢油區(qū)域全景圖像獲取溢油覆蓋面積及溢油擴散趨勢;其中，所述跟蹤指令中含有可疑目標的位置信息。
[0008]優(yōu)選的，成像單元包括成像裝置、伺服轉(zhuǎn)臺及控制裝置;其中，控制裝置接收監(jiān)控指令，并通過伺服轉(zhuǎn)臺控制成像裝置監(jiān)控港口區(qū)域;接收跟蹤指令，并通過伺服轉(zhuǎn)臺控制成像裝置跟蹤可疑目標;接收溢油掃描指令，并通過伺服轉(zhuǎn)臺控制成像裝置掃描溢油區(qū)域;控制裝置還用于向成像單元供電；成像裝置采集港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像，將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像發(fā)送到控制裝置;控制裝置將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像發(fā)送到傳輸單元;傳輸單元包括信號傳輸裝置，所述信號傳輸裝置用于接收監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令，并將監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令轉(zhuǎn)發(fā)到控制裝置;接收港口區(qū)域圖像、溢油區(qū)域圖像及溢油區(qū)域位置信息，并將港口區(qū)域圖像、溢油區(qū)域圖像及溢油區(qū)域位置信息轉(zhuǎn)發(fā)到顯控單元。
[0009]優(yōu)選的，顯控單元包括顯控臺、工控機及硬盤錄像機;其中，工控機接收港口區(qū)域圖像，并根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行可疑目標檢測，若檢測到可疑目標則報警;接收溢油區(qū)域位置信息之后報警，并根據(jù)溢油區(qū)域位置信息生成溢油掃描指令;接收溢油區(qū)域圖像，基于溢油區(qū)域圖像得到溢油區(qū)域全景圖像，并根據(jù)溢油區(qū)域全景圖像獲取溢油覆蓋面積及溢油擴散趨勢;發(fā)送監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令;將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像發(fā)送到顯控臺及硬盤錄像機;顯控臺接收并顯示港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像;硬盤錄像機根據(jù)接收的港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像生成歷史錄像。
[0010]優(yōu)選的，監(jiān)控指令為扇掃監(jiān)控指令、輪巡監(jiān)控指令、手動監(jiān)控指令其中任一;其中，扇掃監(jiān)控指令使成像裝置扇掃港口區(qū)域;輪巡監(jiān)控指令使成像裝置按照港口區(qū)域的預設(shè)位置輪巡;手動監(jiān)控指令使成像裝置監(jiān)控在工控機輸入端手動輸入的位置。
[0011 ]優(yōu)選的，工控機根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行可疑目標檢測具體為:工控機根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行第一類檢測、第二類檢測、第三類檢測及第四類檢測中的任一種或多種;其中，第一類檢測為通過人眼檢測港口區(qū)域的可疑目標;第二類檢測為檢測港口區(qū)域符合預設(shè)條件的目標;第三類檢測為檢測越過預設(shè)界限并且符合預設(shè)條件的目標;第四類檢測為檢測進入預設(shè)禁區(qū)并且符合預設(shè)條件的目標;預設(shè)條件為識別目標為人、或車輛、或船舶，且目標速度處于預設(shè)速度范圍，并且目標面積處于預設(shè)面積范圍。
[0012]優(yōu)選的，工控機通過信號傳輸裝置向控制裝置發(fā)送圖像處理指令;控制裝置根據(jù)圖像處理指令調(diào)節(jié)成像裝置的視場和/或光圈;根據(jù)圖像處理指令對港口區(qū)域圖像和/或溢油區(qū)域圖像進行增強處理。
[0013]優(yōu)選的，當成像裝置扇掃港口區(qū)域時，工控機將接收的港口區(qū)域圖像拼接為港口區(qū)域全景圖像，并將港口區(qū)域全景圖像發(fā)送到顯控臺；顯控臺顯示港口區(qū)域全景圖像;顯控單元基于溢油區(qū)域圖像得到溢油區(qū)域全景圖像具體為:成像裝置扇掃溢油區(qū)域，將采集到的溢油區(qū)域圖像發(fā)送到工控機;工控機將溢油區(qū)域圖像拼接為溢油區(qū)域全景圖像。
[0014]優(yōu)選的，工控機根據(jù)溢油區(qū)域全景圖像獲取溢油覆蓋面積及溢油擴散趨勢具體為:工控機獲取預設(shè)時間段的溢油區(qū)域全景圖像序列，根據(jù)所述序列的最后一幅溢油區(qū)域全景圖像計算溢油覆蓋面積，根據(jù)所述序列判斷溢油擴散趨勢。
[0015]優(yōu)選的，傳輸單元包括:用于將工控機與遠程指揮中心組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置;遠程指揮中心通過網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置向工控機發(fā)送遠程指令;工控機根據(jù)遠程指令生成監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令中的任一種或多種;工控機根據(jù)遠程指令通過網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置向遠程指揮中心發(fā)送港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像；顯控單元包括電子地圖顯示裝置;成像裝置跟蹤可疑目標時，將采集的可疑目標圖像通過控制裝置及信號傳輸裝置發(fā)送到工控機；工控機從可疑目標圖像中提取可疑目標位置信息，并將可疑目標位置信息及溢油區(qū)域位置信息發(fā)送到電子地圖顯示裝置；電子地圖顯示裝置建立港口區(qū)域及目標水面的電子地圖，并將成像裝置及溢油監(jiān)測單元的監(jiān)控范圍、可疑目標位置信息及溢油區(qū)域位置信息顯示在所述電子地圖。
[0016]優(yōu)選的，成像裝置包括電視攝像機及紅外熱像儀;溢油監(jiān)測單元為紫外熒光溢油傳感器;信號傳輸裝置為無線傳輸器或光纖收發(fā)器；網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置為交換機;其中，電視攝像機與紅外熱像儀固定安裝，且視軸平行。
[0017]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)Ω劭趨^(qū)域進行遠距離大范圍的全天時監(jiān)視，并能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)并鎖定可疑目標;而且能夠準確地判斷港口水面區(qū)域是否溢油，并輸出溢油覆蓋面積和溢油擴散趨勢。同時采用全景拼圖、圖像增強、動目標檢測、跟蹤和告警等技術(shù)，顯著提高了系統(tǒng)的自動化與智能化水平。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優(yōu)選實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節(jié)僅僅是為了使讀者對本發(fā)明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節(jié)也可以實現(xiàn)本發(fā)明的這些方面。
[0020]本發(fā)明考慮到在現(xiàn)有的雷達與光電監(jiān)控系統(tǒng)中，雷達探測系統(tǒng)只能監(jiān)視港口水面區(qū)域活動的船舶等目標，無法監(jiān)視港口陸上區(qū)域的車輛、人員等目標和停泊在碼頭的船舶；同時無法探測碼頭停泊的船舶泄漏的燃油及小型溢油區(qū)域，同時雷達探測系統(tǒng)分辨率和靈敏度較低，檢測效果受海浪、水面垃圾和海藻等影響較大。而光電監(jiān)控系統(tǒng)僅配備監(jiān)控電視攝像機及輔助照明系統(tǒng)，其監(jiān)視覆蓋范圍小，目標監(jiān)測主要通過操作員目視觀察識別，受陽光、雨霧和能見度等天氣條件影響較大，且無夜間溢油監(jiān)測能力。
[0021]基于上述考慮，本發(fā)明針對性地采用以下技術(shù)手段來解決上述問題:
[0022](I)電視和紅外集成探測技術(shù)。采用超長焦變倍高清電視攝像機和紅外熱像儀，不僅可對港口區(qū)域進行24小時全天時實時監(jiān)控，還可實時采集溢油區(qū)域圖像，以便后續(xù)進行溢油分析。
[0023](2)光電監(jiān)控圖像智能分析技術(shù)。主要包括目標自動跟蹤技術(shù)、動目標檢測、越界報警和入侵檢測等，可自動檢測監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的船舶等移動目標并進行跟蹤，可自動檢測非法進入禁行區(qū)的船舶目標并產(chǎn)生報警信息，從而提高系統(tǒng)的智能化監(jiān)控水平。
[0024](3)紫外激發(fā)熒光溢油檢測技術(shù)。傳感器發(fā)射紫外光照射水面并探測水面物質(zhì)受紫外光激發(fā)產(chǎn)生的熒光，通過識別由溢油油膜激發(fā)產(chǎn)生的特定波長的熒光即可實現(xiàn)溢油自動檢測功能。
[0025](4)溢油圖像智能分析和拼接技術(shù)。可識別溢油覆蓋區(qū)域并輸出溢油區(qū)域覆蓋區(qū)域和溢油擴散速度等參數(shù)，同時輸出溢油區(qū)域的全景圖像以便后續(xù)開展溢油處置。
[0026]圖1示出了本發(fā)明的港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)包括:成像單元1、溢油監(jiān)測單元2、傳輸單元3及顯控單元4。
[0027]溢油監(jiān)測單元2用于監(jiān)測目標水面是否發(fā)生溢油。較佳地，溢油監(jiān)測單元2為設(shè)置于碼頭、拋錨?？繀^(qū)、船舶出入水道等重點區(qū)域的一個或多個紫外熒光溢油傳感器。
[0028]系統(tǒng)工作根據(jù)目標水面是否發(fā)生溢油工作在安全監(jiān)控模式或溢油處置模式。
[0029]當溢油監(jiān)測單元2未監(jiān)測到目標水面發(fā)生溢油時，系統(tǒng)處于安全監(jiān)控模式:成像單元I根據(jù)顯控單元4通過傳輸單元3發(fā)送的監(jiān)控指令監(jiān)控港口區(qū)域，采集港口區(qū)域圖像，并將港口區(qū)域圖像通過傳輸單元3發(fā)送到顯控單元4;顯控單元4根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行可疑目標檢測;若檢測到可疑目標則報警，并在報警后通過傳輸單元3向成像單元I發(fā)送跟蹤指令；成像單元I基于跟蹤指令跟蹤可疑目標。
[0030]當溢油監(jiān)測單元2監(jiān)測到目標水面發(fā)生溢油時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入溢油處置模式:溢油監(jiān)測單元2將溢油區(qū)域位置信息通過傳輸單元3發(fā)送到顯控單元4;顯控單元4接收溢油區(qū)域位置信息之后報警，并根據(jù)溢油區(qū)域位置信息生成溢油掃描指令通過傳輸單元3向成像單元I發(fā)送;成像單元I基于溢油掃描指令掃描溢油區(qū)域，采集溢油區(qū)域圖像，并將溢油區(qū)域圖像通過傳輸單元3發(fā)送到顯控單元4;顯控單元4基于溢油區(qū)域圖像得到溢油區(qū)域全景圖像，并根據(jù)溢油區(qū)域全景圖像獲取溢油覆蓋面積及溢油擴散趨勢。上述跟蹤指令中含有可疑目標的位置信息，溢油掃描指令中含有溢油區(qū)域位置信息。
[0031]由上述技術(shù)內(nèi)容可知，本發(fā)明能夠由安全監(jiān)控模式快速切換到溢油處置模式，從而實現(xiàn)港口安全監(jiān)控與水面溢油監(jiān)測的有機結(jié)合。
[0032]作為一個優(yōu)選方案，成像單元I包括成像裝置11、伺服轉(zhuǎn)臺12及控制裝置13。具體而言:
[0033]控制裝置13接收監(jiān)控指令，并通過伺服轉(zhuǎn)臺12控制成像裝置11監(jiān)控港口區(qū)域;接收跟蹤指令，并通過伺服轉(zhuǎn)臺12控制成像裝置11跟蹤可疑目標;接收溢油掃描指令，并通過伺服轉(zhuǎn)臺12控制成像裝置11對準并掃描溢油區(qū)域;控制裝置13還用于向成像單元I供電。成像裝置11跟蹤可疑目標具體為:成像裝置11基于跟蹤指令攜帶的可疑目標位置信息指向可疑目標，并通過預先設(shè)置的跟蹤算法進行跟蹤，將可疑目標鎖定在成像裝置11視場中心。
[0034]成像裝置11采集港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像，將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像發(fā)送到控制裝置13;控制裝置13將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像發(fā)送到傳輸單元3。
[0035]傳輸單元3包括信號傳輸裝置31，信號傳輸裝置31用于接收監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令，并將監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令轉(zhuǎn)發(fā)到控制裝置13;接收港口區(qū)域圖像、溢油區(qū)域圖像及溢油區(qū)域位置信息，并將港口區(qū)域圖像、溢油區(qū)域圖像及溢油區(qū)域位置信息轉(zhuǎn)發(fā)到顯控單元4。
[0036]在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，成像裝置11包括固定安裝在一起的超長焦變倍高清電視攝像機與紅外熱像儀，二者視軸平行，保持相對靜止。電視攝像機用于晝間安全監(jiān)控及溢油圖像采集，紅外熱像儀用于夜間與惡劣天氣條件的安全監(jiān)控及溢油圖像采集。
[0037]較佳地，信號傳輸裝置31為無線傳輸器或光纖收發(fā)器。
[0038]較佳地，在本發(fā)明實施例中，顯控單元4包括顯控臺42、工控機41及硬盤錄像機43。具體而目:
[0039]工控機41接收港口區(qū)域圖像，并根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行可疑目標檢測，若檢測到可疑目標則報警;接收溢油區(qū)域位置信息之后報警，并根據(jù)溢油區(qū)域位置信息生成溢油掃描指令;接收溢油區(qū)域圖像，基于溢油區(qū)域圖像得到溢油區(qū)域全景圖像，并根據(jù)溢油區(qū)域全景圖像獲取溢油覆蓋面積及溢油擴散趨勢;發(fā)送監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令;將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像發(fā)送到顯控臺42及硬盤錄像機43。
[0040]顯控臺42接收并顯示港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像。
[0041]硬盤錄像機43根據(jù)接收的港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像生成歷史錄像。操作員可以對歷史錄像進行檢索和回放，以便事后追查和分析。
[0042]較佳地，工控機41通過監(jiān)控指令控制成像裝置11監(jiān)控港口區(qū)域，監(jiān)控指令為扇掃監(jiān)控指令、輪巡監(jiān)控指令、手動監(jiān)控指令其中任一。具體地，
[0043]扇掃監(jiān)控指令使成像裝置11扇掃港口區(qū)域，輪巡監(jiān)控指令使成像裝置11按照港口區(qū)域的預設(shè)的重要位置輪巡，手動監(jiān)控指令使成像裝置11監(jiān)控在工控機41輸入端手動輸入的位置。本發(fā)明由此實現(xiàn)應用于不同環(huán)境的多種監(jiān)控方式。
[0044]在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，工控機41根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行第一類檢測、第二類檢測、第三類檢測及第四類檢測中的任一種或多種。具體來講:
[0045]第一類檢測為通過人眼檢測港口區(qū)域的可疑目標，即通過操作員目視進行目標檢測。
[0046]第二類檢測為檢測港口區(qū)域符合預設(shè)條件的目標。預設(shè)條件為識別目標為人、或車輛、或船舶，且目標速度處于預設(shè)速度范圍，并且目標面積處于預設(shè)面積范圍。目標速度可以是線速度或角速度；目標面積處于預設(shè)面積范圍具體指:圖像中的目標像素所占的面積處于預設(shè)像素點陣范圍內(nèi)。
[0047]第三類檢測為檢測越過預設(shè)界限并且符合預設(shè)條件的目標，即越界檢測。
[0048]第四類檢測為檢測進入預設(shè)禁區(qū)并且符合預設(shè)條件的目標，即入侵檢測。
[0049]通過上述技術(shù)內(nèi)容，本發(fā)明實現(xiàn)了自動跟蹤、動目標檢測、越界報警及入侵檢測，大幅提高了系統(tǒng)的智能化監(jiān)控水平。
[0050]作為一個優(yōu)選方案，工控機41通過信號傳輸裝置31向控制裝置13發(fā)送圖像處理指令;控制裝置13根據(jù)圖像處理指令調(diào)節(jié)成像裝置11的視場和/或光圈;根據(jù)圖像處理指令對港口區(qū)域圖像和/或溢油區(qū)域圖像進行增強處理，并將增強處理后的圖像通過信號傳輸裝置31發(fā)送到工控機41。增強處理能夠提高圖像質(zhì)量與清晰度。
[0051]在上述過程中，本發(fā)明能夠根據(jù)操作員的控制實時調(diào)整成像裝置11的視場與光圈，提高接收圖像的質(zhì)量與清晰度，從而提高了系統(tǒng)的遠程監(jiān)視能力。
[0052]作為一個優(yōu)選方案，當成像裝置11扇掃港口區(qū)域時，工控機41將接收的港口區(qū)域圖像拼接為港口區(qū)域全景圖像，并將港口區(qū)域全景圖像發(fā)送到顯控臺42;顯控臺42顯示港口區(qū)域全景圖像。本發(fā)明在上述過程中能夠?qū)崿F(xiàn)邊扇掃邊拼接，從而彌補了光電傳感器視場有限的不足。
[0053]較佳地，成像裝置11扇掃溢油區(qū)域，將采集到的溢油區(qū)域圖像發(fā)送到工控機41;工控機41將溢油區(qū)域圖像拼接為溢油區(qū)域全景圖像。在一段時間內(nèi)，不同時間點的溢油區(qū)域全景圖像按照時間先后的順序組成溢油區(qū)域全景圖像序列，工控機41根據(jù)預設(shè)時間段內(nèi)的圖像序列中的最后一幅溢油區(qū)域全景圖像計算溢油覆蓋面積，根據(jù)圖像序列中溢油區(qū)域的變化判斷溢油擴散趨勢。預設(shè)時間段由具體情況確定。
[0054]在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，工控機41還能根據(jù)溢油區(qū)域全景圖像得到溢油區(qū)域具體的位置信息。溢油區(qū)域的上述多種信息能夠真實反映溢油現(xiàn)場情況，為后續(xù)溢油回收處置工作提供重要的依據(jù)。
[0055]較佳地，顯控臺42顯示溢油區(qū)域全景圖像用于溢油分析。
[0056]作為一個優(yōu)選方案，傳輸單元3包括:用于將工控機41與遠程指揮中心組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置32。較佳地，網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置32為網(wǎng)絡(luò)交換機。具體來講:
[0057]遠程指揮中心通過網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置32向工控機41發(fā)送遠程指令;工控機41根據(jù)遠程指令生成監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令中的任一種或多種;工控機41根據(jù)遠程指令通過網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置32向遠程指揮中心發(fā)送港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像。在上述過程中，工控機41可以根據(jù)遠程指揮中心的要求，將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像中的一部分發(fā)送。
[0058]較佳地，顯控單元4包括電子地圖顯示裝置。
[0059]成像裝置11跟蹤可疑目標時，將采集的可疑目標圖像通過控制裝置13及信號傳輸裝置31發(fā)送到工控機41;工控機41從可疑目標圖像中提取可疑目標位置信息，并將可疑目標位置信息及溢油區(qū)域位置信息發(fā)送到電子地圖顯示裝置。
[0060]電子地圖顯示裝置建立港口區(qū)域及目標水面的電子地圖，并將成像裝置11及溢油監(jiān)測單元2的監(jiān)控范圍、可疑目標位置信息及溢油區(qū)域位置信息顯示在電子地圖。上述成像裝置11及溢油監(jiān)測單元2的監(jiān)控范圍為預先設(shè)置。電子地圖能夠逼真地展現(xiàn)監(jiān)控內(nèi)容，并為后續(xù)處理提供支撐。
[0061 ]較佳地，當溢油處置完畢后，本發(fā)明的港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入安全監(jiān)控模式。工控機41還能夠發(fā)送指令控制成像單元1、溢油監(jiān)測單元2及傳輸單元3開啟或關(guān)閉。
[0062]在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，工控機41安裝有顯控軟件，用于實現(xiàn)可疑目標的檢測、報警、溢油區(qū)域圖像分析及各種指令的輸入。
[0063]本發(fā)明的港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下技術(shù)效果:
[0064](I)通過集成光電成像探測技術(shù)和紫外激發(fā)熒光溢油檢測技術(shù)，提供港口區(qū)域安全監(jiān)控和溢油監(jiān)測一體化解決方案。
[0065](2)采用電視和紅外兩種成像傳感器，能夠?qū)Ω劭谒鎱^(qū)域及岸上區(qū)域進行全天時大范圍監(jiān)視。
[0066](3)能夠?qū)Ω咔鍞z像機和紅外熱像儀采集的遠距離目標圖像進行實時增強處理，提高圖像質(zhì)量和清晰度，從而提高系統(tǒng)的遠程監(jiān)視能力。
[0067](4)可以對監(jiān)控區(qū)域進行扇掃監(jiān)視，并對高清攝像機與紅外熱像儀采集到的圖像進行邊扇掃邊拼接，呈現(xiàn)監(jiān)視區(qū)域的實時全景圖像，彌補了光電傳感器視場有限的不足。
[0068](5)能夠自動識別非法進入港口禁行區(qū)域和違反船舶行駛規(guī)定的船舶并報警。
[0069](6)可以對港口區(qū)域的碼頭、拋錨?？繀^(qū)、船舶出入水道等重點區(qū)域的水面溢油情況進行全天候監(jiān)視，同時利用高清攝像機和紅外熱像儀采集溢油區(qū)域的全景圖像。
[0070](7)能夠利用水面溢油自動分析軟件自動識別圖像中的溢油覆蓋區(qū)域，并自動輸出溢油區(qū)域位置、面積和擴散趨勢等參數(shù)。
[0071](8)可將監(jiān)控范圍、監(jiān)控目標位置、溢油區(qū)域位置等信息實時顯示在電子地圖上。
[0072]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，如:R0M/RAM、磁碟、光盤等。
[0073]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種港口安全監(jiān)控及水面溢油監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括:成像單元、監(jiān)測目標水面是否發(fā)生溢油的溢油監(jiān)測單元、傳輸單元及顯控單元;所述系統(tǒng)工作在安全監(jiān)控模式或溢油處置模式； 當溢油監(jiān)測單元未監(jiān)測到目標水面發(fā)生溢油時，系統(tǒng)處于安全監(jiān)控模式:成像單元根據(jù)顯控單元通過傳輸單元發(fā)送的監(jiān)控指令監(jiān)控港口區(qū)域，采集港口區(qū)域圖像，并將港口區(qū)域圖像通過傳輸單元發(fā)送到顯控單元;顯控單元根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行可疑目標檢測;若檢測到可疑目標則報警，并在報警后通過傳輸單元向成像單元發(fā)送跟蹤指令;成像單元基于跟蹤指令跟蹤可疑目標； 當溢油監(jiān)測單元監(jiān)測到目標水面發(fā)生溢油時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入溢油處置模式:溢油監(jiān)測單元將溢油區(qū)域位置信息通過傳輸單元發(fā)送到顯控單元;顯控單元接收溢油區(qū)域位置信息之后報警，并根據(jù)溢油區(qū)域位置信息生成溢油掃描指令通過傳輸單元向成像單元發(fā)送;成像單元基于溢油掃描指令掃描溢油區(qū)域，采集溢油區(qū)域圖像，并將溢油區(qū)域圖像通過傳輸單元發(fā)送到顯控單元；顯控單元基于溢油區(qū)域圖像得到溢油區(qū)域全景圖像，并根據(jù)溢油區(qū)域全景圖像獲取溢油覆蓋面積及溢油擴散趨勢;其中， 所述跟蹤指令中含有可疑目標的位置信息。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，成像單元包括成像裝置、伺服轉(zhuǎn)臺及控制裝置;其中， 控制裝置接收監(jiān)控指令，并通過伺服轉(zhuǎn)臺控制成像裝置監(jiān)控港口區(qū)域;接收跟蹤指令，并通過伺服轉(zhuǎn)臺控制成像裝置跟蹤可疑目標;接收溢油掃描指令，并通過伺服轉(zhuǎn)臺控制成像裝置掃描溢油區(qū)域;控制裝置還用于向成像單元供電； 成像裝置采集港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像，將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像發(fā)送到控制裝置;控制裝置將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像發(fā)送到傳輸單元;以及 傳輸單元包括信號傳輸裝置，所述信號傳輸裝置用于接收監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令，并將監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令轉(zhuǎn)發(fā)到控制裝置;接收港□區(qū)域圖像、溢油區(qū)域圖像及溢油區(qū)域位置信息，并將港口區(qū)域圖像、溢油區(qū)域圖像及溢油區(qū)域位置信息轉(zhuǎn)發(fā)到顯控單元。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，顯控單元包括顯控臺、工控機及硬盤錄像機；其中， 工控機接收港口區(qū)域圖像，并根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行可疑目標檢測，若檢測到可疑目標則報警;接收溢油區(qū)域位置信息之后報警，并根據(jù)溢油區(qū)域位置信息生成溢油掃描指令；接收溢油區(qū)域圖像，基于溢油區(qū)域圖像得到溢油區(qū)域全景圖像，并根據(jù)溢油區(qū)域全景圖像獲取溢油覆蓋面積及溢油擴散趨勢;發(fā)送監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令;將港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像發(fā)送到顯控臺及硬盤錄像機； 顯控臺接收并顯示港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像； 硬盤錄像機根據(jù)接收的港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像生成歷史錄像。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)控指令為扇掃監(jiān)控指令、輪巡監(jiān)控指令、手動監(jiān)控指令其中任一;其中， 扇掃監(jiān)控指令使成像裝置扇掃港口區(qū)域； 輪巡監(jiān)控指令使成像裝置按照港口區(qū)域的預設(shè)位置輪巡； 手動監(jiān)控指令使成像裝置監(jiān)控在工控機輸入端手動輸入的位置。5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，工控機根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行可疑目標檢測具體為:工控機根據(jù)港口區(qū)域圖像執(zhí)行第一類檢測、第二類檢測、第三類檢測及第四類檢測中的任一種或多種;其中， 第一類檢測為通過人眼檢測港口區(qū)域的可疑目標； 第二類檢測為檢測港口區(qū)域符合預設(shè)條件的目標； 第三類檢測為檢測越過預設(shè)界限并且符合預設(shè)條件的目標； 第四類檢測為檢測進入預設(shè)禁區(qū)并且符合預設(shè)條件的目標； 其中，預設(shè)條件為識別目標為人、或車輛、或船舶，且目標速度處于預設(shè)速度范圍，并且目標面積處于預設(shè)面積范圍。6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，工控機通過信號傳輸裝置向控制裝置發(fā)送圖像處理指令;控制裝置根據(jù)圖像處理指令調(diào)節(jié)成像裝置的視場和/或光圈;根據(jù)圖像處理指令對港口區(qū)域圖像和/或溢油區(qū)域圖像進行增強處理。7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，當成像裝置扇掃港口區(qū)域時，工控機將接收的港口區(qū)域圖像拼接為港口區(qū)域全景圖像，并將港口區(qū)域全景圖像發(fā)送到顯控臺；顯控臺顯示港口區(qū)域全景圖像；以及 顯控單元基于溢油區(qū)域圖像得到溢油區(qū)域全景圖像具體為:成像裝置扇掃溢油區(qū)域，將采集到的溢油區(qū)域圖像發(fā)送到工控機;工控機將溢油區(qū)域圖像拼接為溢油區(qū)域全景圖像。8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，工控機根據(jù)溢油區(qū)域全景圖像獲取溢油覆蓋面積及溢油擴散趨勢具體為:工控機獲取預設(shè)時間段的溢油區(qū)域全景圖像序列，根據(jù)所述序列中的最后一幅溢油區(qū)域全景圖像計算溢油覆蓋面積，根據(jù)所述序列判斷溢油擴散趨勢。9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，傳輸單元包括:用于將工控機與遠程指揮中心組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置;遠程指揮中心通過網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置向工控機發(fā)送遠程指令;工控機根據(jù)遠程指令生成監(jiān)控指令、跟蹤指令及溢油掃描指令中的任一種或多種;工控機根據(jù)遠程指令通過網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置向遠程指揮中心發(fā)送港口區(qū)域圖像及溢油區(qū)域圖像;以及 顯控單元包括電子地圖顯示裝置；成像裝置跟蹤可疑目標時，將采集的可疑目標圖像通過控制裝置及信號傳輸裝置發(fā)送到工控機;工控機從可疑目標圖像中提取可疑目標位置信息，并將可疑目標位置信息及溢油區(qū)域位置信息發(fā)送到電子地圖顯示裝置；電子地圖顯示裝置建立港口區(qū)域及目標水面的電子地圖，并將成像裝置及溢油監(jiān)測單元的監(jiān)控范圍、可疑目標位置信息及溢油區(qū)域位置信息顯示在所述電子地圖；其中， 所述網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置為網(wǎng)絡(luò)交換機。10.如權(quán)利要求2-9任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，成像裝置包括電視攝像機及紅外熱像儀;溢油監(jiān)測單元為紫外熒光溢油傳感器;信號傳輸裝置為無線傳輸器或光纖收發(fā)器;其中， 電視攝像機與紅外熱像儀固定設(shè)置，且視軸平行。
【文檔編號】G01J5/00GK105828039SQ201610203559
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】景超, 劉忠領(lǐng), 周平, 石春雷, 張宇
【申請人】北京環(huán)境特性研究所