[发明专利]用于港船机协同安全监测的靠泊辅助装置及其监控方法

权利要求书

1.一种用于港船机协同安全监测的靠泊辅助装置，其特征在于，包括监测系统、预判系统以及软件终端，其中，

所述监测系统包括船舶监测子系统、水文监测子系统以及岸上监测子系统，船舶监测子系统用于获取行船信息，行船信息包括：船舶位置、船舶速度、航向、艏艉离岸距离、实际靠泊路径、船舶外形以及船型信息，岸上监测子系统用于获取岸上装卸设备位置信息以及岸上装卸设备姿态信息，水文监测子系统用于获取船舶靠泊时的水文信息；

所述船舶监测子系统包括热像跟踪单元、图像识别单元、激光测距单元以及激光扫描单元；

所述预判系统用于根据预存的数据处理算法，控制热像跟踪单元实时跟踪、图像识别单元快速识别提取、激光测距单元快速三维重构，并推导出安全靠泊建议和预警信息，软件终端用于接收安全靠泊建议和预警信息并将其显示。

2.如权利要求1所述的用于港船机协同安全监测的靠泊辅助装置，其特征在于，所述热像跟踪单元包括固定于码头前沿的至少一台热像仪，热像仪用于确定靠泊水域内所有行船的位置信息与航迹；

所述图像识别单元至少包含两台安装于双轴伺服转台上的可见光相机，可见光相机在热像跟踪单元的导引下，根据进港船舶的基本信息识别靠泊船舶，并做连续跟踪测量，通过多/双目视觉，提取靠泊船舶外形轮廓及船舷线，确定船舶外形信息和靠泊路径；

所述激光测距单元包括至少包含两台安装于双轴伺服转台上的激光测距仪以及与其连接的激光测距仪控制装置，激光测距仪控制装置用于建立测距坐标系，以确定靠泊角度；

所述激光扫描单元为平行码头线性布置的多台安装于单轴伺服转台上的多线激光雷达，热像跟踪单元导引多线激光雷达扫描船体，并获得船体三维点云数据，取船舷下某一高度点云截面数据，根据对称性求出船舶截面信息，以精确获得船舶靠泊时的艏艉距岸距离，靠泊角度、靠泊速度以及靠泊路径。

3.如权利要求1所述的用于港船机协同安全监测的靠泊辅助装置，其特征在于，所述岸上监测子系统包括安装于岸边装卸设备上的角度传感器以及位置传感器，岸边装卸设备包括装卸桥、门机以及输油臂，岸上设备姿态信息包括装卸桥前大梁俯仰角度、门机回转角度以及输油臂展开状态。

4.如权利要求1所述的用于港船机协同安全监测的靠泊辅助装置，其特征在于，所述水文信息包括：温度、湿度、风速、风向、流向、流速、水位以及能见度，水文监测子系统包括温度传感器、风速风向仪、流向流速仪、潮位仪以及环境传感器，以获取温度、湿度、风速、风向、流向、流速、水位以及能见度。

5.如权利要求1所述的用于港船机协同安全监测的靠泊辅助装置，其特征在于，所述预判系统中存储有专家库、数据库以及场景资源包，其中，

所述专家库中存储有与靠泊、引航相关的法律规范、经验以及历史记录，用于提供包括：加/减速、姿态调整以及拖轮协助的靠泊策略；

所述数据库包括靠泊子数据库和用户子数据库，含靠泊子数据库用于记录靠泊相关的船舶信息、航迹、图片影像、港区水文情况，以完成靠泊数据存储、追溯、检索以及存证功能，用户数据库包含用户账号、权限维护与管理；

所述场景资源包包括码头布局信息、航道/靠泊水域信息、装卸设备模型信息以及船舶模型信息。

6.如权利要求1所述的用于港船机协同安全监测的靠泊辅助装置，其特征在于，所述预判系统包括自检单元，自检单元用于对图像识别单元的可见光相机、激光测距单元的激光测距仪、激光扫描单元的激光雷达以及伺服转台进行定期自检。

7.如权利要求1所述的用于港船机协同安全监测的靠泊辅助装置，其特征在于，预警信息包括船-船碰撞预警、船-岸碰撞预警以及船-机碰撞预警，安全靠泊建议是根据船舶间实时的位置、速度、航向信息，规划出的靠泊路径建议，以修正实际靠泊路径的偏移距。