[发明专利]中小型航道桥梁监控装置

权利要求书

1.一种中小型航道桥梁监控装置，其特征在于，用于设置在中小型桥梁上并正对航道从而对该航道中船舶目标进行监控，包括：

封闭外壳；

刚性直杆，用于支撑所述封闭外壳并使得该封闭外壳的设置在所述所述中小型桥梁上并正对所述航道的中心线；

摄像头，设置在所述封闭外壳上并正对所述航道的中心线，用于对该航道进行拍摄从而得到相应的实时监控视频；

雷达，设置在所述封闭外壳上，至少用于对所述航道进行持续扫描并在扫描到所述船舶目标时得到对应该船舶目标的位置的实时扫描位置；

警告模块，设置在所述封闭外壳上并至少用于向所述航道中的所述船舶目标发出声光警告；

中央处理器，与所述摄像头、所述雷达以及所述警告模块相通信连接；

太阳能板，设置在所述封闭外壳的顶部表面，用于为所述摄像头、所述雷达、所述警告模块以及所述中央处理器供电；以及

蓄电池，用于蓄电并在所述太阳能板发电不足时进行所述供电，

其中，所述中央处理器包括神经网络模型存储部、监控信息获取缓存部、船舶目标识别部、视频坐标转换部、雷达坐标转换部、数据融合部、航迹信息识别部、航迹预测部以及预警分析输出部，

所述神经网络模型存储部存储有用于对图像中船舶目标进行检测的船舶检测模型以及用于航迹预测和过桥状态预测的航迹预测模型，

所述监控信息获取缓存部实时获取所述实时监控视频的视频帧图像以及所述实时扫描位置并进行缓存，

所述船舶目标识别部用于将所述视频帧图像输入所述船舶检测模型从而识别得到所述视频帧图像中的所述船舶目标及对应的所在位置，

所述视频坐标转换部基于所述摄像头与三维空间的映射关系将所述船舶目标在所述视频帧图像中的所在位置转换为对应该船舶目标在三维空间中实际坐标的第一实际坐标；

所述雷达坐标转换部将所述实时扫描位置转化为对应所述船舶目标在三维空间中实际坐标的第二实际坐标；

所述数据融合部将所述第一实际坐标以及所述第二实际坐标进行数据融合从而得到所述航道中所有船舶目标的船舶坐标，

所述航迹信息识别部持续将每帧获取的所述船舶坐标输入预设的跟踪器从而识别出包含各个所述船舶目标的航行轨迹和速度信息的航迹信息，

所述航迹预测部基于所述航迹信息以及所述航迹预测模型获取包括所述船舶目标在未来时段内的预测航迹、抵达桥位时间和通过位置的概率分布的航迹预测信息，

所述预警分析输出部根据所述航迹预测信息对所述船舶目标进行分析并在分析出所述船舶目标可能发生撞击时向所述警告模块输出预警信号使得该警告模块警告所述船舶目标。

2.根据权利要求1所述的中小型航道桥梁监控装置，其特征在于，还包括：

数据存储器，与所述中央处理器相通信连接；以及

数据传输器，与所述中央处理器相通信连接，用于根据所述中央处理器的指令向外部系统传输数据，

其中，所述中央处理器还包括船舶位置判定部、船舶记录控制部、船型识别部、航道流量统计更新部以及通信部，

所述神经网络模型存储部还存储有用于对所述船舶目标进行船型识别的船舶分类模型，

所述船舶位置判定部基于所述航迹信息以及预设的检测线和禁区对所述船舶目标的所在位置进行判定，

若判定所述船舶目标的所在位置超过所述检测线，所述船舶记录控制部就控制所述船型识别部根据该船舶目标裁剪对应的视频帧图像得到目标图像并将该目标图像输入所述船舶分类模型从而得到所述船舶目标的船型，并控制所述通信部将该船舶目标的所述船型、所述航迹信息以及对应的所述视频帧图像作为一条通航记录发送给所述数据存储器进行对应存储，进一步在所述船舶目标离开监测范围后控制所述航道流量统计更新部对所述数据存储器中的所述通航记录进行统计并更新航道流量统计数据；

若判定所述船舶目标的所在位置进入所述禁区，所述船舶记录控制部就控制所述船型识别部根据该船舶目标裁剪对应的视频帧图像得到目标图像并将该目标图像输入所述船舶分类模型从而得到所述船舶目标的船型，并控制所述通信部将该船舶目标的船型以及该船舶目标在一定时间内所有对应的所述实时监控视频和所述实时扫描位置作为一条船撞证据记录发送给所述数据存储器进行对应存储，进一步控制所述通信部将所述船撞证据记录发送给所述数据传输器从而让该数据传输器将该船撞证据记录发送给有关部门。