[实用新型]一种具有机器视觉的智慧航标灯塔

说明书

本实用新型涉及航标灯塔，公开了一种具有机器视觉的智慧航标灯塔，其特征在于，包括：灯塔本体；设于所述灯塔本体上的监控摄像头、航标灯、工控机以及蓄电池，所述监控摄像头用于采集所述灯塔本体周边环境的实时画面；所述工控机分别与所述监控摄像头、所述航标灯以及所述蓄电池电连接，用于接收并分析所述监控摄像头采集的实时画面和根据所述实时画面分析结果控制所述航标灯发出相应的灯光警示。本实用新型能够感知周边的船只水上交通行为并发出相应警示且能耗低。

技术领域

本实用新型涉及航标灯塔，尤其涉及一种具有机器视觉的智慧航标灯塔。

背景技术

“一带一路”是中国发展经济的重要国家战略。福建作为历史上“海上丝绸之路”的重要启泊地之一，已成为沟通中国与海外文化交流和商贸往来的重要起点。沿海海域交通繁忙，航标是海上交通安全的重要保障，目前航标主要用作标识礁石、指示航道、引导航行，一般仅具有灯光指示的功能，不能满足现代水上交通的管理需求，因此亟需研发一种具有水上交通行为感知能力及风险告知的智慧型航标。

目前，由于航标除了设置在岸上外还有的设置在内河和海面上，设置在内河和海面上得航标无法使用现有电网供电，大多采用太阳能、风能或潮汐能，因此能量供应有限，使得航标上无法采用耗电量大的感知和通讯技术。即使是较为成熟的主动感知技术——雷达技术，由于雷达波束宽度有限，为了能够搜索整个海面，需要双电机云台，分别控制水平运动和垂直运动，电机作为电能转化为机械能的动力设备，耗电量较大，受到面积限制，太阳能电池采集的能源有限，无法供应电机云台二十四小时工作的能耗。还有的例如采用激光三维扫描，超声波探测等方法感知，而此类技术都需要向1-3km距离的水上运动目标主动发射能量波，通过检测反射波来判定运动目标，所以仅仅将能量波发射至较远距离一项，就要消耗大量的能量，此外海上设施的整体体积限制了太阳能电池板面积，因此无法提供充足的能量，故智慧型航标设置时需要考虑能耗可行性。

公告号为CN102514694B的专利文献为了解决雷达感知功耗大的问题，公开了一种“具有环形相控阵雷达的航标”，通过环形布置的24个相控阵天线，360度扫描方式采用电子控制而非机械转动，在一定程度上降低了能耗。但是无论如何优化，24个探索3公里以上的雷达天线的能耗还是会成为太阳能电池的巨大负担。此外，雷达的可视化效果一般，如果航标建立在沿海，陆地上的运动车辆将难以和海上船舶区分。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能够感知周边的船只水上交通行为并发出相应警示且能耗低的具有机器视觉的智慧航标灯塔。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种具有机器视觉的智慧航标灯塔，包括：

灯塔本体；

设于所述灯塔本体上的监控摄像头、航标灯、工控机以及蓄电池，所述监控摄像头用于采集所述灯塔本体周边环境的实时画面；所述工控机分别与所述监控摄像头、所述航标灯以及所述蓄电池电连接，用于接收并分析所述监控摄像头采集的实时画面和根据所述实时画面分析结果控制所述航标灯发出相应的灯光警示。

上述方案中，通过监控摄像头采集所述灯塔本体周边环境的实时画面并传输至工控机，以便工控机利用机器视觉技术感知实时画面中船只的水上交通行为，并在发现运动目标的危险交通行为后控制航标灯向风险船只发出灯光警示。相比现有技术中的航标，本方案的航标灯塔增设了监控摄像头和工控机，监控摄像头的功率可控制在2~3W左右，工控机若采用安卓类等嵌入式系统的工控机，其耗电量可控制在5W左右，如果采用单片机类的MCU，其耗电量约为3W左右，因此，整体上的能耗不会太高，使得本方案的航标灯塔可被应用于河中或海中的浮标上，扩大了应用范围，有利于维护水上交通安全。