[发明专利]基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统

说明书

技术领域

本发明涉及船舶行驶预警领域，尤其涉及一种基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统。

背景技术

船舶是指能航行或停泊于水域进行运输或作业工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。船舶在国防、国民经济和海洋开发等方面都占有十分重要的地位。

船舶从史前刳木为舟起，经历了独木舟和木板船时代，1879年世界上第一艘钢船问世后，又开始了以钢船为主的时代。船舶的推进也由19世纪的依靠人力、畜力和风力(即撑篙、划桨、摇橹、拉纤和风帆)发展到使用机器驱动。1807年，美国的富尔顿建成第一艘采用明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号，时速约为8公里/小时。1902～1903年在法国建造了一艘柴油机海峡小船；1903年，俄国建造的柴油机船“万达尔”号下水。20世纪中叶，柴油机动力装置遂成为运输船舶的主要动力装置。英国在1947年，首先将航空用的燃气轮机改型，然后安装在海岸快艇“加特利克”号上，以代替原来的汽油机，其主机功率为1837千瓦，转速为3600转/分，经齿轮减速箱和轴系驱动螺旋桨。60年代先后，又出现了用燃气轮机和蒸汽轮机联合动力装置的大、中型水面军舰。原子能的发现和利用又为船舶动力开辟了一个新的途径。1954年，美国建造的核潜艇“鹦鹉螺”号下水，功率为11025千瓦，航速33公里；1959年，前苏联建成了核动力破冰船“列宁”号，功率为32340千瓦；同年，美国核动力商船“萨瓦纳”号下水，功率为14700千瓦。

船舶的应用领域可分为民用和军用两方面，在民用方面，根据船舶航运的水域不同，又可划分为内河航运、沿海航运和远洋航运。无论哪一种民用方式，对于船舶的运营商来说，船舶都是一种特殊的大型高价商品，不仅其订造和购买需要谨慎考虑，在购买后的运营时，船舶行驶的安全性尤其需要得到保障，一出现船体碰撞等事故，都会造成巨额损失，为此，船舶制造商纷纷为船舶定制各种行驶预警设备，用于防止各项事故的发生。

现有技术中，存在一些船舶预警系统，通过对船舶行驶速度的检测，确定当下时刻，船舶的行驶速度是否超过当前水域规定的最大行驶速度，并在超过时进行语音报警，提醒驾驶员及时采取措施，对船舶进行减速处理，避免危险事故的发生。

但是，现有技术中的船舶预警系统检测对象单一，具有以下缺陷：(1)无法根据船舶周围目标距离船体的远近确定船舶的最大行驶速度，无法根据船舶下面水域的具体情况确定船舶的最大行驶速度，造成船舶速度控制模式过于简单，控制效率低下；(2)在驾驶员疲劳时，无法将驾驶员疲劳状态提供给船上人员或船舶管理中心进行预警；(3)在不同的国家航行时，由于各国采用的4G通信标准不同，船舶携带的无线通信设备无法兼容各国通信标准。

因此，需要一种新型的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，克服现有船舶报警系统的监控模式单一、监控效率低下的技术问题，根据不同的水面情况和水下情况，灵活制定允许的最大航行速度，提高航速的控制效率，同时能够将处于危险状况中的行驶速度和驾驶员疲劳状态通过兼容性强的移动通信网络发送给管理部门和其他人员，提高了船舶监控报警系统的智能化水平。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，通过引入换能器和红外测距传感器分别确定水下和水面的目标状况，从而灵活确定船舶当前允许航行的最大速度，并通过摄像头和图像处理设备对驾驶员面部特征进行分析，提取驾驶员的疲劳状态，以在船舶超速或驾驶员过于疲劳时进行报警，同时，采用FPGA建造了兼容性强的移动通信设备，保证了报警信息的及时传递。

根据本发明的一方面，提供了一种基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，所述船舶报警系统包括换能器组件、测距传感器组件、船速检测设备、控制设备和驾驶员状态检测设备，所述控制设备分别与所述换能器组件、所述测距传感器组件、所述船速检测设备和驾驶员状态检测设备连接，基于所述船速检测设备输出的船舶行驶速度控制所述换能器组件的测量精度等级，基于所述换能器组件和所述测距传感器组件的测量结果确定是否对船舶行驶速度报警，还基于所述驾驶员状态检测设备的检测结果确定是否对驾驶员疲劳状态报警。