【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及船只輔助航行，尤其涉及大型船只船載全景停泊輔助裝置及方法。
技術(shù)介紹
1、船只在港口或錨地停泊時，通常需要注意避免與周圍船只、浮標(biāo)或岸邊、碼頭等固定設(shè)施發(fā)生碰撞，否則可能會造成船體損壞、貨物損失，甚至可能會導(dǎo)致燃油泄漏、污染海洋環(huán)境以及人員傷亡，造成重大的安全事故與經(jīng)濟損失。尤其是大型船只由于其搭載的人員和貨物量更大，攜帶的燃油和化學(xué)品更多，擁有更強的動能和沖擊力，如果發(fā)生碰撞可能會造成更嚴(yán)重的后果，更可能會造成嚴(yán)重的船體結(jié)構(gòu)破壞、更大面積的環(huán)境污染以及更嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此，船只尤其是大型船只在停泊時需要進行有效的防撞措施，以確保船只和周圍環(huán)境的安全，避免意外事故的發(fā)生，保護船舶、貨物和海洋環(huán)境的完整性。
2、傳統(tǒng)上船只在停泊時的防碰撞方法主要包括以下幾種：
3、一、利用橡膠緩沖帶、緩沖氣囊或其他緩沖裝置來吸收船只停泊過程中形成的沖擊能量，保護碼頭等基礎(chǔ)設(shè)施。在極端情況下或高速碰撞中，氣囊可能無法提供足夠的緩沖效果，船只仍會受到嚴(yán)重?fù)p壞；氣囊本身的損傷增加了維護和修復(fù)成本，并需要定期檢查和維護氣囊的狀態(tài)。
4、二、使用拖船輔助船只靠泊或離泊。這種方法成本高昂，比較依賴外部資源，在狹小空間內(nèi)或復(fù)雜環(huán)境中操作時，操作難度較大，存在船只與拖船之間發(fā)生碰撞、摩擦的風(fēng)險。
5、三、通過多名船員、港口管理機構(gòu)以及引航員合作，使用無線電溝通匯報各方位情況，由控制室統(tǒng)計分析后，進行碰撞規(guī)避。這種方法可能會導(dǎo)致信息傳遞延遲，控制室進行碰撞規(guī)避需要對大量的信息進行實時處理和分析，人為因素影
6、四、通過船只雷達(dá)系統(tǒng)和自動識別系統(tǒng)(automatic?identification?system，ais)識別與規(guī)避障礙物。對設(shè)備和信號依賴程度高，設(shè)備誤差、傳輸問題會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，無法識別非配備ais的障礙物。
7、五、使用多方位攝像頭，將畫面實時傳輸至船舶操縱員顯示模塊，輔助船舶操縱員停泊時避碰障礙物。單一的攝像頭圖像數(shù)據(jù)會受到外界因素的影響，攝像頭畫面分段不連貫，不便于船舶操縱員查看，另外還可能會存在較多的重疊區(qū)域或者視野盲區(qū)；誤操作、錯誤解讀或?qū)ο到y(tǒng)警報的忽視可能導(dǎo)致識別和規(guī)避障礙物的失效。
8、六、使用360度全景攝像系統(tǒng)配合雷達(dá)與聲吶系統(tǒng)，獲取更全面的停泊區(qū)水文與障礙物信息，以進行碰撞規(guī)避。這種方式目前較多應(yīng)用在小型船只上，使用前、后、左、右四個方位的攝像頭進行全景圖像拼接，將其直接移植到大型船只的應(yīng)用場景中，所需的攝像頭數(shù)量眾多，圖像拼接處可能會存在嚴(yán)重的虛化或者盲區(qū)，無法對船只下方障礙物進行可視化，并且該系統(tǒng)中攝像頭易受到外界因素影響發(fā)生位移，無法自適應(yīng)調(diào)節(jié)攝像頭方位，另外大型船只應(yīng)用場景中水文與障礙物信息更加復(fù)雜，可能需要更多的數(shù)據(jù)處理和分析能力。
9、以上各類方法的不足，為大型船只的船載全景停泊輔助裝置提出了高可靠性要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中，大型船只的船載全景停泊輔助可靠性較低的問題。因此，本申請?zhí)峁┝艘环N大型船只船載全景停泊輔助裝置及方法，通過x波段雷達(dá)傳感器和聲吶傳感器分別獲取海平面及海平面上下障礙物數(shù)據(jù)，通過多組攝像頭傳感器群組獲取不同光線場景下的船只的周邊環(huán)境圖像數(shù)據(jù)，并配合數(shù)據(jù)處理與全景視圖顯示平臺，提高了大型船只的船載全景停泊輔助可靠性。
2、本申請實施例提供了一種大型船只船載全景停泊輔助裝置，包括：
3、x波段雷達(dá)傳感器，安裝于船橋高處，并用于獲取海面以上障礙物與船只的距離、方位以及運動狀態(tài)數(shù)據(jù)；
4、聲吶傳感器，安裝于鼻艏或船只底部，并用于獲取海面以下障礙物與船只的距離、方位以及運動狀態(tài)數(shù)據(jù)；
5、多組攝像頭傳感器群組，間隔安裝于船只船艏、船尾、甲板兩側(cè)，至少包括魚眼攝像頭、長焦攝像頭、深度攝像頭、黑白攝像頭以及紅外攝像頭，并用于獲取不同光線場景下船只周圍環(huán)境圖像數(shù)據(jù)；
6、數(shù)據(jù)處理與全景視圖顯示平臺，用于同步全區(qū)域或指定區(qū)域的x波段雷達(dá)傳感器、聲吶傳感器以及攝像頭傳感器群組獲取的數(shù)據(jù)，并對指定區(qū)域同方位攝像頭傳感器群組中各類型攝像頭傳感器獲取的圖像進行處理與融合，將指定區(qū)域不同方位攝像頭傳感器群組融合后的圖像進行平衡調(diào)節(jié)試合成全景圖，根據(jù)全景圖結(jié)果逐步自適應(yīng)調(diào)節(jié)攝像頭傳感器群組方位，并最終合成符合預(yù)設(shè)要求的全景視圖，以及處理障礙物數(shù)據(jù)形成海面上下障礙物信息及固有船體數(shù)據(jù)在全景圖中繪制輔助線，實時進行障礙物檢測，動態(tài)調(diào)節(jié)攝像頭傳感器群組位置對障礙物進行跟蹤，將綜合全景視圖顯示在顯示模塊上。
7、采用上述技術(shù)方案，通過x波段雷達(dá)傳感器和聲吶傳感器分別獲取海平面及海平面上下障礙物數(shù)據(jù)，通過多組攝像頭傳感器群組獲取不同光線場景下的船只周邊環(huán)境圖像數(shù)據(jù)，并配合數(shù)據(jù)處理與全景視圖顯示平臺，提高了大型船只的船載全景停泊輔助可靠性，使得船員可以獲得全方位、實時的環(huán)境信息，更好地掌握船只周圍的情況，有效地預(yù)防碰撞事故并提高停泊操作的準(zhǔn)確性和安全性。
8、在一些實施例中，數(shù)據(jù)處理與全景視圖顯示平臺包括圖像采集模塊、水面障礙物數(shù)據(jù)采集模塊、水下障礙物數(shù)據(jù)采集模塊、設(shè)備同步模塊、場景選擇模塊、方位控制模塊、自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊、圖像調(diào)節(jié)模塊、圖像融合模塊、全景圖合成模塊、障礙物數(shù)據(jù)處理模塊、障礙物跟蹤模塊、輔助線模塊、障礙物預(yù)警模塊、觸控模塊和顯示模塊；其中，
9、圖像采集模塊，用于根據(jù)用戶指定區(qū)域攝像頭傳感器設(shè)備號，打開攝像頭傳感器群組中對應(yīng)設(shè)備以獲取圖像數(shù)據(jù)，以及將獲取的圖像數(shù)據(jù)，并與對應(yīng)設(shè)備參數(shù)打包發(fā)送至設(shè)備同步模塊；
10、水面障礙物數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取x波段雷達(dá)傳感器掃描的海面及以上障礙物距離、方位、運動狀態(tài)數(shù)據(jù)，并與對應(yīng)設(shè)備參數(shù)打包發(fā)送至設(shè)備同步模塊。
11、水下障礙物數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取聲吶傳感器掃描的海面以下障礙物距離、方位、運動狀態(tài)數(shù)據(jù)，并與對應(yīng)設(shè)備參數(shù)打包發(fā)送至設(shè)備同步模塊。
12、設(shè)備同步模塊，用于統(tǒng)一時鐘、同步觸發(fā)信號，即將圖像采集模塊、水面障礙物數(shù)據(jù)采集模塊、水下障礙物數(shù)據(jù)采集模塊獲取的周圍環(huán)境圖像數(shù)據(jù)和障礙物數(shù)據(jù)的線程進行同步；
13、場景選擇模塊，用于通過在設(shè)備面板上設(shè)置場景切換開關(guān)切換設(shè)備工作場景，調(diào)度相應(yīng)攝像頭傳感器的開啟與關(guān)閉；
14、方位控制模塊，用于通過在設(shè)備面板上設(shè)置方位選擇按鈕進行視野方位的選擇，以控制相應(yīng)方位攝像頭傳感器群組的開啟與關(guān)閉，并在圖像顯示模塊中的主區(qū)域進行對應(yīng)方位的全景視圖顯示，以及根據(jù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊的控制，自適應(yīng)調(diào)節(jié)攝像頭傳感器群組的位置，以調(diào)整全景視圖到合適位置或跟蹤障礙物目標(biāo)；
15、自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)指定區(qū)域內(nèi)容各方位的攝像頭群組的融合圖像進行攝像頭群組位置微調(diào)，以及在障礙物跟蹤時，控制攝像頭群組的方位角移動將焦點集中在障礙物上；
16、圖像調(diào)節(jié)模塊，用于對同方位同步化處理的不同攝像頭的圖像進行變形轉(zhuǎn)換處本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1的大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)處理與全景視圖顯示平臺包括圖像采集模塊、水面障礙物數(shù)據(jù)采集模塊、水下障礙物數(shù)據(jù)采集模塊、設(shè)備同步模塊、場景選擇模塊、方位控制模塊、自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊、圖像調(diào)節(jié)模塊、圖像融合模塊、全景圖合成模塊、障礙物數(shù)據(jù)處理模塊、障礙物跟蹤模塊、輔助線模塊、障礙物預(yù)警模塊、觸控模塊和顯示模塊；其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求1的大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，X波段雷達(dá)傳感器至少具有上下左右各50°視角，以及可覆蓋低空0～1000m，和可360°旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求2的大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，場景切換開關(guān)包括正常檔、弱光檔以及暗光檔，其中：
6.根據(jù)權(quán)利要求4的大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，艙匣內(nèi)設(shè)置有可活動的安裝座，攝像頭傳感器群組安裝于安裝座上，
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一的大型船只船載全景停泊輔助裝置，
8.一種大型船只船載全景停泊輔助方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-7任一的裝置，且方法包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8的大型船只船載全景停泊輔助方法，其特征在于，獲取攝像頭內(nèi)外參，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求8的大型船只船載全景停泊輔助方法，其特征在于，步驟405：對同方位攝像頭傳感器群組不同攝像頭傳感器獲取的圖像進行融合，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1的大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)處理與全景視圖顯示平臺包括圖像采集模塊、水面障礙物數(shù)據(jù)采集模塊、水下障礙物數(shù)據(jù)采集模塊、設(shè)備同步模塊、場景選擇模塊、方位控制模塊、自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊、圖像調(diào)節(jié)模塊、圖像融合模塊、全景圖合成模塊、障礙物數(shù)據(jù)處理模塊、障礙物跟蹤模塊、輔助線模塊、障礙物預(yù)警模塊、觸控模塊和顯示模塊；其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求1的大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，x波段雷達(dá)傳感器至少具有上下左右各50°視角，以及可覆蓋低空0～1000m，和可360°旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求2的大型船只船載全景停泊輔助裝置，其特征在于，場景切...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許召輝，朱飛要，馬翼平，
申請(專利權(quán))人：中航華東光電上海有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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