[发明专利]基于无人机的船舶碰撞预警系统

说明书

本发明公开了基于无人机的船舶碰撞预警系统，包括：无人机，其上搭载有采集船舶航行数据的监测装置，所述航行数据包括历史轨迹和速度；移动预测器，用于根据对象船舶历史轨迹、速度、当前位置及船舶驶向的目标位置预测船舶下一时刻位置和移动方向，并在二维平面上生成单位时间后船舶的预计轨迹；风险范围生成器，用于根据所述船舶速度和所述预计轨迹生成风险图，所述风险图表示单位时间后对象船舶可能存在的范围和其他船舶进入该范围情况下的危险度；以及风险分析模块，用于根据不同对象船舶的风险图的交叉重合情况判断发生碰撞可能性。本发明用于对船舶的碰撞进行预警，降低港口等船舶密集水域发生碰撞的可能性。

技术领域

本发明属于船舶碰撞预测领域，特别涉及基于无人机的船舶碰撞预警系统。

背景技术

水路运输占地少、基础设施投资低并且运量较大，在我国和国际的贸易中发挥着重要的作用。在我国的内河航运中其平均成本为铁路的4/7，公路的1/10。尽管自2008年以来受到金融风暴的影响，航运业相对低迷，但是依然是运输业不可替代的运输方式。尤其在强调绿色、低碳的环保条约下，水路运输有着其他运输方式所不能比拟的优势。

正因为水路运输的不可替代性，则关注船舶的碰撞时不能缺少的。一旦发生船舶碰撞，往往会造成不可挽回的经济损失、人员伤亡和环境污染。在所有类型的水上交通事故中，碰撞事故时占比例最高的事故之一。例如我国舟山海事局所统计的2008—2012年期间共发生水上交通事故199起，其中碰撞事故119起，占比所有交通事故的60％左右。

因此，对港口等特定水域进行碰撞风险的预警，将水上交通事故发生的可能性降到最低，对于船舶的所有者、运营者、船员等利益相关方面都是十分有意义的。

发明内容

本公开一方面的目的在于提供一种基于无人机的船舶碰撞预警系统，包括：无人机，其上搭载有采集船舶航行数据的监测装置，所述航行数据包括历史轨迹和速度；移动预测器，用于根据对象船舶历史轨迹、速度、当前位置及船舶驶向的目标位置预测船舶下一时刻位置和移动方向，并在二维平面上生成单位时间后船舶的预计轨迹；风险范围生成器，用于根据所述船舶速度和所述预计轨迹生成风险图，所述风险图表示单位时间后对象船舶可能存在的范围和其他船舶进入该范围情况下的危险度；以及风险分析模块，用于根据不同对象船舶的风险图的交叉重合情况判断发生碰撞可能性。

在上述的基于无人机的船舶碰撞预警系统，移动预测器计算船舶行进方向的移动预测向量、相对于船舶行进方向的左右方向的移动预测向量、以及所述行进方向的移动预测向量与所述左右方向的移动预测向量的合成向量。

在上述的基于无人机的船舶碰撞预警系统，所述风险范围生成器以所述航行方向的移动预测向量和所述合成向量的前端为中心生成所述风险图。

在上述的基于无人机的船舶碰撞预警系统，当船舶的速度高于阈值的情况下，在相对于该船舶航行方向的左右方向上减小所述风险图范围；当船舶的速度低于阈值的情况下，在相对于该船舶航行方向的左右方向上扩大所述风险图范围。

在上述的基于无人机的船舶碰撞预警系统，将风险范围生成器生成的风险图和风险分析模块判断结果存储在数据存储装器内。

在上述的基于无人机的船舶碰撞预警系统，将风险范围生成器生成的风险图和风险分析模块判断结果传输到地面控制中心，由地面控制中心对船舶发出无线电示警信号。

本发明一方面的有益效果是：①无人机搭载取像装置进行影像采集工作，拓展了岸上工作人员的可视范围和监测范围；②其可将分析后的碰撞危险度风险图和判断结果以无线传输的方式发送到控制中心，这提高了监测数据传输效率；③由地面控制中心接收碰撞危险风险图和判断结果，对船舶的目前航行状态进行判断并通过通讯系统发出示警信号，人为的引导两艘船舶开展避碰动作。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的基于无人机的船舶碰撞预警系统结构图。