CN109360449A - 一种轮船偏航激光检测方法 - Google Patents

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黄红波
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Abstract

本发明公开了一种轮船偏航激光检测方法，基于网络服务器、警报设备以及安装在桥梁上的检测设备实现，检测设备具有户外云台、激光探测仪和具备无线通讯功能的通讯模块，通过在网络服务器的检测管理软件中输入设定数据，制定出非通航区区域，户外云台带动激光探测仪于拟设在河面上的非通航区进行循环扫描，能快速地检测出偏航船只并发出警报，响应速度快的同时能通过几何运算精确测量出偏航船只的方位、大小、航行方向等信息，能有效地对偏航船只进行提前预警，因其安全系数高的特征无需对河道架设大量的被动防撞设施，降低资源的耗费，具有误报漏报率低、节约成本的优点。

Description

一种轮船偏航激光检测方法
技术领域
本发明涉及一种轮船偏航检测方法，特别是一种轮船偏航激光检测方法。
背景技术
当前，在河道上运行的轮船一般会使用GPS定位技术监控船只的行驶航线，防止轮船偏离航道，但GPS定位技术仅为驾驶员提供轮船的实时位置，驾驶员需要时刻关注定位系统，依靠自身的驾驶经验并结合轮船的当前位置预判出船只是否出现偏航状况，这种偏航预测的方法需要驾驶人员具备相当的驾驶能力和经验，极为耗费驾驶员的精力且安全系数不高，很容易导致轮船发生撞击桥梁或搁浅等安全事故，而在某些主要河道上，当地政府会在河岸或桥梁上安装偏航探测预警器，但该类偏航探测预警器的成本高，精确度低，不能有效地对河道上行驶的轮船进行偏航预警，为了进一步保护桥墩和河岸，只能在桥梁以及两岸架设被动防撞设施，极大地耗费资源。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可降低成本、能精确测量偏航轮船航行信息的轮船偏航激光检测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种轮船偏航激光检测方法，基于网络服务器、警报设备以及安装在桥梁上的检测设备实现，所述检测设备与所述警报设备电连接，所述检测设备具有户外云台、安设在所述户外云台上的激光探测仪和具备无线通讯功能的通讯模块，所述网络服务器上安装有检测管理软件，所述网络服务器通过无线连接所述通讯模块管控检测设备，检测方法步骤如下：
1、在网络服务器的检测管理软件中输入判别值W、激光探测仪与河面的高度差H0以及户外云台可转动的水平角度范围和垂直角度范围，检测管理软件依据水平角度范围和垂直角度范围在河面对应的区域设定非通航区。
2、户外云台承载激光探测仪在非通航区内循坏扫描，非通航区内无物体存在期间，激光探测仪的发射激光穿透河面，不会获取发射激光的距离数值。
3、激光探测仪在非通航区内扫描到物体后，得出该扫描物体的距离数值L和此刻户外云台相对水面垂直的垂直偏转角度△，以距离数值L和垂直偏转角度△为形参运行公式L*COS(△)＝H，计算出相对垂直高度H1，并将H1与H0进行比较，若两者之差的绝对值小于判别值W，则将该扫描物体判别为漂浮物并自动滤除，否则将该扫描物体定义为偏航船只。
4、激光探测仪对偏航船只进行连续性扫描，将不同的距离数值以及户外云台一一对应的垂直偏转角度和水平偏转角度连续返回至网络服务器中，结合公式L*COS(△)＝H以及三角函数运算出偏航船只的宽度、高度等船只轮廓信息。
5、警报设备发出偏航警报，并将偏航船只的高度与高度差H0作比较，若偏航船只的高度处于撞桥危险类型的船只高度范围内，警报设备发出超高警报。
所述检测设备安装在桥梁的限高处。
所述步骤2中的循坏扫描周期为30s，循坏扫描的扫描方式为垂直扫描。
所述步骤5中的高度范围为0～2m。
本发明的有益效果是：本发明的基于网络服务器、警报设备以及安装在桥梁上的检测设备实现，检测设备具有户外云台、激光探测仪和具备无线通讯功能的通讯模块，通过在网络服务器的检测管理软件中输入设定数据，制定出非通航区区域，户外云台带动激光探测仪于拟设在河面上的非通航区进行循环扫描，能快速地检测出偏航船只并发出警报，响应速度快的同时能通过几何运算精确测量出偏航船只的方位、大小、航行方向等信息，能有效地对偏航船只进行提前预警，因其安全系数高的特征无需对河道架设大量的被动防撞设施，降低资源的耗费，具有误报漏报率低、节约成本的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，一种轮船偏航激光检测方法，基于网络服务器、警报设备以及安装在桥梁6上的检测设备实现，所述检测设备与所述警报设备电连接，所述检测设备具有户外云台1、安设在所述户外云台1上的激光探测仪2和具备无线通讯功能的通讯模块，所述网络服务器上安装有检测管理软件，所述网络服务器通过无线连接所述通讯模块管控检测设备，所述警报设备架设在河道两岸或桥梁上，检测方法步骤如下：
(1)、在网络服务器的检测管理软件中输入判别值W、激光探测仪2与河面的高度差H0以及户外云台1可转动的水平角度范围和垂直角度范围，检测管理软件依据水平角度范围和垂直角度范围计算出在河面上的可扫描区域，并将该区域设定为非通航区7；
(2)、户外云台1承载激光探测仪2在非通航区7内循坏扫描，非通航区7内无物体存在期间，激光探测仪2的发射激光3穿透河面，不会获取发射激光的距离数值；
(3)、激光探测仪2在非通航区7内扫描到物体后，得出该扫描物体的距离数值L和此刻户外云台1相对水面垂直的垂直偏转角度△，以距离数值L和垂直偏转角度△为形参运行公式L*COS(△)＝H，计算出相对垂直高度H1，并将H1与H0进行比较，若两者之差的绝对值小于判别值W，则将该扫描物体判别为漂浮物5并将该扫描物体的数据自动滤除，否则将该扫描物体定义为偏航船只4；
(4)、激光探测仪2对偏航船只4进行连续性扫描，将各有效的不同距离数值以及户外云台1一一对应的垂直偏转角度和水平偏转角度连续返回至网络服务器中，结合公式L*COS(△)＝H以及三角函数运算出发射激光3投射到偏航船只4上各激光斑点的三维空间坐标，并以所有的三维空间坐标得出偏航船只4的宽度、高度等数据信息，描绘出偏航船只4的轮廓；
(5)、网络服务器处理偏航船只4的数据信息后，通过无线连接通讯模块管控警报设备，发出偏航警报，并将偏航船只4的高度与高度差H0作比较，若偏航船只4的高度处于撞桥危险类型的船只高度范围内，警报设备发出超高警报。
在本实施例中，所述检测设备安装在桥梁6的限高处，所述步骤5中的高度范围为0～2m，所述判别值W的输入范围是0～50cm，所述步骤2中的循坏扫描周期为30s，循坏扫描的扫描方式为垂直扫描或水平扫描，可快速地监测出非通航区7中存在的偏航船只4并发出警报，响应速度快的同时能通过几何运算精确测量出偏航船只4的方位、大小、航行方向等信息，能有效地对偏航船只进行提前预警，因其安全系数高的特征无需对河道架设大量的被动防撞设施，降低资源的耗费，具有误报漏报率低，节约成本的优点。
以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

Claims (4)

1.一种轮船偏航激光检测方法，基于网络服务器、警报设备以及安装在桥梁上的检测设备实现，所述检测设备与所述警报设备电连接，所述检测设备具有户外云台、安设在所述户外云台上的激光探测仪和具备无线通讯功能的通讯模块，所述网络服务器上安装有检测管理软件，所述网络服务器通过无线连接所述通讯模块管控检测设备，其特征在于检测方法的步骤如下：
（1）、在网络服务器的检测管理软件中输入判别值W、激光探测仪与河面的高度差H0以及户外云台可转动的水平角度范围和垂直角度范围，检测管理软件依据水平角度范围和垂直角度范围在河面对应的区域设定非通航区；
（2）、户外云台承载激光探测仪在非通航区内循坏扫描，非通航区内无物体存在期间，激光探测仪的发射激光穿透河面，不会获取发射激光的距离数值；
（3）、激光探测仪在非通航区内扫描到物体后，得出该扫描物体的距离数值L和此刻户外云台相对水面垂直的垂直偏转角度△，以距离数值L和垂直偏转角度△为形参运行公式L*COS(△)=H，计算出相对垂直高度H1，并将H1与H0进行比较，若两者之差的绝对值小于判别值W，则将该扫描物体判别为漂浮物并自动滤除，否则将该扫描物体定义为偏航船只；
（4）、激光探测仪对偏航船只进行连续性扫描，将不同的距离数值以及户外云台一一对应的垂直偏转角度和水平偏转角度连续返回至网络服务器中，结合公式L*COS(△)=H以及三角函数运算出偏航船只的宽度、高度等船只轮廓信息；
（5）、警报设备发出偏航警报，并将偏航船只的高度与高度差H0作比较，若偏航船只的高度处于撞桥危险类型的船只高度范围内，警报设备发出超高警报。
2.根据权利要求1所述的轮船偏航激光检测方法，其特征在于所述检测设备安装在桥梁的限高处。
3.根据权利要求1所述的轮船偏航激光检测方法，其特征在于所述步骤2中的循坏扫描周期为30s，循坏扫描的扫描方式为垂直扫描。
4.根据权利要求1所述的轮船偏航激光检测方法，其特征在于所述步骤5中的高度范围为0～2m。
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