[发明专利]基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标系统及方法

权利要求书

1.一种基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标系统，其特征在于，包括虚拟警戒标设备、云服务器和移动终端；虚拟警戒标设备设置在作业水域内的各个施工船舶上，各台虚拟警戒标设备和移动终端均通过无线GPRS数据传输的方式与云服务器相连；其中：

虚拟警戒标设备包括主控模块，以及与主控模块均相连的GPS模块、AIS海图系统、罗经传感器和GPRS数据通信模块；GPS模块用于获取施工船舶的GPS信息，罗经传感器用于获取施工船舶的船艏向信息；主控模块通过矩形施工水域坐标解算算法对GPS信息和船艏向信息进行计算，得到施工船舶的矩形水域的经纬度信息，并将其通过GPRS数据通信模块发送给云服务器；

通过矩形施工水域坐标解算算法计算矩形水域的经纬度信息的方法具体为：

以施工船舶的长和宽建立对应的矩形水域，根据施工船舶的GPS信息和船艏向信息将矩形水域的四个顶点表示为笛卡尔坐标系下的坐标；再将坐标转换为经纬度信息；

将矩形水域的四个顶点表示为笛卡尔坐标系下的坐标的方法具体为：

设施工船舶中心S为坐标系原点，G为GPS天线的位置，GPS天线距离船艏船艉及左右边的距离为固定值：A、B、C、D，施工水域长宽为2L、2W；船中心点S位置的坐标(x₀,y₀),四个顶点x₁,x₂,x₃,x₄的坐标分别为(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)，(x₄,y₄)；

S的坐标为：

x₀＝(D-C)/2

y₀＝(A-B)/2

四个顶点的坐标分别为：

x₁＝x₀+W

y₁＝y₀+L

x2＝x0+W

y2＝y0-L

x3＝x0-W

y3＝y0-L

x4＝x0-W

y4＝y0+L

施工船舶旋转角度a后，S点的坐标为：

(x_0h,y_0h)^T＝R*(x₀,y₀)^T

四个顶点的坐标为：

(x_1h,y_1h)^T＝R*(x₁,y₁)^T

(x_2h,y_2h)^T＝R*(x₂,y₂)^T

(x_3h,y_3h)^T＝R*(x₃,y₃)^T

(x_4h,y_4h)^T＝R*(x₄,y₄)^T

其中，

云服务器实时接收并存储施工水域内所有施工船舶的矩形水域的经纬度信息；

移动终端通过GPRS数据通信的方式向云服务器发送待监控的施工水域参数，读取施工船舶的矩形水域的经纬度信息，将其发送给AIS海图系统，在AIS海图系统上绘制虚拟警戒标，并将施工船舶的矩形水域的经纬度信息转换为AIS系统指令，发送给当前施工船舶进行识别。

2.根据权利要求1所述的基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标系统，其特征在于，移动终端还能读取并显示云服务器中存储的施工船舶的经纬度信息和航向信息。

3.根据权利要求1所述的基于AIS/GPRS的施工船舶作业区虚拟警戒标系统，其特征在于，主控模块采用STM32单片机。