[发明专利]基于多种传感器的航标碰撞监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及船舶安全技术领域，尤其涉及一种基于多种传感器的航标碰撞监测系统。

 

背景技术

    航标船是船舶在内河安全航行的重要助航设施，航标船的主要功能是标示航道的方向、界限和碍航物，揭示有关航道信息，为船舶航行指出安全、经济的航道。

随着我国经济的不断发展，内河航运日渐繁荣，船舶密度逐渐增加，航标碰撞事故时有发生。当前航标船碰撞检测方法一般使用加速度传感器测量航标船加速度信息进而判断航标船是否被撞，然而，只使用单一的传感器使得当航标船受到碰撞之后容易产生极大的误警率，不仅造成航标及航标上设备的损坏，给航标管理部门带来高额的维护费用，而且航标船若被撞后发生故障，不能履行航标的职能时，还会给航运安全带来严重的影响。

为了解决上述问题，有必要构建一套准确度高、安全性好以及低误警率的航标船碰撞预警及监测系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于多种传感器的航标碰撞监测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于多种传感器的航标碰撞监测系统，包括：

碰撞检测单元，用于测量采集航标船的姿态角信息和加速度信息；

测距预警单元，用于测量其它船舶与航标船的距离信息，并将信息通过信息传输单元传输给信息处理和存储单元；

信息处理和存储单元，用于接收并处理碰撞检测单元的姿态角信息和加速度信息，来自雷达的测距信息以及来自拍照取证单元返回的图像信息，并进行处理和存储；具体包括：

碰撞判定装置，根据加速度值和包括航向角、横滚角和俯仰角的姿态角数据，将4个判据分别与对应的阈值相比较，当其中任意两个及以上判据超过对应阀值时，即判定碰撞发生，否则判定碰撞不发生。

碰撞预警装置，用于当距离超过预设阀值时，发出预警信号；并启动拍照取证单元进行拍照；

拍照取证单元，用于获取实时的图像信息；

信息传输单元，用于各单元之间的信息传输，并将实时的图像信息传输至航道管理部门，并将加速度信息、姿态角信息和测距信息发送至远程服务器的数据库；

供电单元，用于为系统提供电源。

按上述方案，所述碰撞检测单元包括陀螺仪、加速度传感器和传感器信息采集板；陀螺仪布设在航标船中部甲板下方附近，加速度传感器设置在航标船的船艏、船尾和两舷附近甲板下方的舱室内，所述陀螺仪和加速度传感器均安装在传感器信息采集板上，并分别将姿态角测量值和加速度测量值返给传感器信息采集板。

按上述方案，所述测距预警单元主要由雷达测距仪组成，雷达测距仪布设于航标船最高处。

按上述方案，所述拍照取证单元为多台照相机，照相机的布设位置根据航标船的位置确定：若航标船在河道中间，则航标船周围需设置4至6台照相机；若航标船在靠近岸边，则只需在靠近水面的一边设置2至3台照相机。

按上述方案，所述碰撞预警装置中的预设阀值结合雷达的测距范围和船舶的回转半径计算确定。

按上述方案，所述碰撞判定装置中的阀值通过对浪涌数据和航标船实际受到碰撞的姿态角数据和加速度数据分析确定。

本发明产生的有益效果是：

1. 本系统采用陀螺仪的姿态角数据和加速度传感器监测数据联合判定碰撞是否发生，可以更好的避免由于风浪引起的误报警；

2. 如果船舶进入航标船附近危险距离，超过预设阀值，本系统将会发出预警信息并拍摄照片；若判定碰撞发生，能够及时将报警信息和肇事船舶的视频信息返回给航道管理部门，便于监管部门取证进行后期处理工作。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的陀螺仪布置图。

图3是本发明实施例的加速度传感器布设图。

图4是本发明实施例的雷达测距仪与照相机布设图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种航标船碰撞监测系统，航标船上有碰撞检测单元和测距预警单元，碰撞检测单元由陀螺仪和加速度传感器联合构成，测距预警单元由雷达测距仪构成。