[发明专利]一种基于监控航标灯的船只碰撞预警监测系统及方法

说明书

本发明提出了一种基于监控航标灯的船只碰撞预警监测系统及方法。本发明系统包括底座、折叠支撑杆、太阳能电池板、壳体、透明有机玻璃防护罩、航标灯、摄像头组件、主控制板、加速度传感器、蓄电池组、GPS定位模块、光感应器、充电控制板、网络模块以及后台服务器。本发明方法构建神经网络模型识别船只类别与船只在图像中位置；主控制板上控制摄像头组件分别对航道多个方向轮询进行图像采集；识别船只种类并基于分类做出模糊距离判断；所述加速度传感器对船只撞击事件判别后产生三级警报传回后台服务器。本发明避免了使用激光雷达与双目摄像头测距，并节省电能以及流量。

技术领域

本发明涉及无人值守监控和航标灯技术领域，具体来说涉及一种基于监控航标灯的船只碰撞预警监测系统及方法。

背景技术

目前的航标灯主要安放于航标船顶并停泊于水面上作为水道的标记警示往来船只。由于在水面上供电困难，现有的航标灯一般配置有太阳能电池板，由太阳能电池对航标灯进行供电并通过控制板进行昼夜的开关切换。有些航标灯船只位于激流中还会配置有GPS定位模块和无线通讯模块等，对航标船的位置进行远程监控。但总的说来，航标灯系统一直功能单一，虽然都处于水面交通要点，却无法像公路的监控系统一样，有效监控水面各种交通情况，也不具备任何处理功能。因此航标灯被撞毁后肇事船只逃逸，水面违法采砂捕鱼倾倒垃圾废料等各种事件，往往缺乏第一手的证据资料。

上述航标灯系统功能受限的主要原因是水面条件恶劣、供电困难和网络信号缺失。由于水面的雨雪雾霜、船只晃动、光照反射，一般的公路用监控设备难以直接用到此种环境下。另外太阳能电池板在冬天或长期的阴雨天供电能力也不足以支撑常规监控设备的能耗。而网络信号则完全视当地的网络基站距离和功率而定。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于监控航标灯的船只碰撞预警监测系统及方法，在受限的电力供应与网络条件下，在维持航标灯照明的本职工作以外，以前端实时处理的方式进行船只的识别、碰撞检测、事件侦测及网络交互，可有效提高水面监控管理能力，该系统也可广泛应用于各种无人值守条件下的监控场景。

一种基于监控航标灯的船只碰撞预警监测系统，其特征在于，包括：底座、折叠支撑杆、太阳能电池板、壳体、透明有机玻璃防护罩、航标灯、摄像头组件、主控制板、加速度传感器、蓄电池组、GPS定位模块、光感应器、充电控制板、网络模块以及后台服务器。

所述底座用来安置在航标船只平台上，所述折叠支撑杆下部设置在所述底座上，所述折叠支撑杆端部与所述太阳能电池板相连，所述折叠支撑杆撑开后可张开所述太阳能电池板为所述蓄电池组供电；所述壳体，用于固定所述的折叠支撑杆、太阳能电池板和透明有机玻璃防护罩，并容纳所述蓄电池组；所述透明有机玻璃防护罩用于紧固所述航标灯，并在所述底座上安装固定四个各成90度的所述四个摄像头组件；

所述主控制板用于连接所述的摄像头组件、GPS定位模块、光感应器、充电控制板、网络模块、加速度传感器、并对本发明系统加以控制；所述网络模块与所述后台服务器连接；

所述充电控制板分别与所述的太阳能电池板、蓄电池组连接；所述蓄电池组与所述航标灯连接。

作为优选，所述摄像头组件用于轮询对航道的多个不同方向拍摄图像，拍摄的目的在于发现船只，轮询工作的目的在于省电；

作为优选，所述主控制板用于连接各种传感器并运行监控程序；

作为优选，所述加速度传感器用于检测是否有异常事件产生；

作为优选，所述蓄电池组用于保存太阳能电池转换的电力，并对外供电；

作为优选，所述太阳能电池板用于向蓄电池组供电；

作为优选，所述GPS定位模块用于接收卫星信号并提供当前位置的经纬度信息；

作为优选，所述光感应器用于检测外界环境的亮度；