CN111152888A - 航标、航标防撞预警装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航标、航标防撞预警装置及方法，航标包括航标主体及航标防撞预警装置，航标防撞预警装置包括：距离探测模块，其用于探测航标与其周围船舶之间的距离；预警模块，其用于向船舶发出预警信号；控制模块，其用于当航标与其周围船舶之间的距离小于设定值时控制所述预警模块向该船舶发出预警信号。本发明通过在航标主体上设置航标防撞预警装置，其可探测航标周围的船舶与航标之间的距离，并在该距离小于设置值时向船舶发出预警信号，以便于船舶及时避让，进而降低航标被过往船舶碰撞的几率。

Description

航标、航标防撞预警装置及方法

技术领域

本发明涉及航标防撞技术，尤其是涉及一种航标、航标防撞预警装置及方法。

背景技术

航标是标识航道与指引船舶航行的助航导航设施，航标的正确标识是船舶航运安全的重要保障，是船舶夜晚指导航行的主要来源之一。

水上航标灯是航标的一种，随着航运业的发展，区域船舶密度迅速增大，船舶驾驶员疏忽等原因，水上航标灯被过往船只碰撞的事故时有发生。而在航标遭受撞击后，会一定程度发生损坏导致无法对航道进行正常标识，其不仅增加了航标维护管理成本，而且会对后续过往船舶的航行安全带来隐患。

因此，航标的防撞预警就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种航标、航标防撞预警装置及方法，解决现有技术中易发生航标灯被撞事故的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案第一方面提供一种航标防撞预警装置，包括：

距离探测模块，其用于探测航标与其周围船舶之间的距离；

预警模块，其用于向船舶发出预警信号；

控制模块，其用于当航标与其周围船舶之间的距离小于设定值时控制所述预警模块向该船舶发出预警信号。

本发明第二方面还提供一种航标防撞预警方法，包括如下步骤：

探测航标与其周围船舶之间的距离；

当航标与其周围船舶之间的距离小于设定值时，向该船舶发出预警信号。

本发明第三方面还提供一种航标，包括航标主体及设置于所述航标主体上的上述航标防撞预警装置。

与现有技术相比，本发明通过在航标主体上设置航标防撞预警装置，其可探测航标周围的船舶与航标之间的距离，并在该距离小于设置值时向船舶发出预警信号，以便于船舶及时避让，进而降低航标被过往船舶碰撞的几率。

附图说明

图1是本发明的航标的其中一个角度的连接结构示意图；

图2是本发明的航标的其中另一个角度的连接结构示意图；

图3是本发明的航标的线路连接框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～3所示，本发明提供了一种航标，其包括航标主体10及设置于所述航标主体10上的航标防撞预警装置20，本实施例的航标主体10可采用现有的常规航标结构，而将航标防撞预警装置20直接安装在航标主体10上即可。

如图3所示，本实施例的航标防撞预警装置20，包括距离探测模块21、预警模块22和控制模块23，距离探测模块21用于探测航标与其周围船舶之间的距离，预警模块22用于向船舶发出预警信号，控制模块23用于当航标与其周围船舶之间的距离小于设定值时控制所述预警模块22向该船舶发出预警信号，本实施例通过探测航标周围的船舶与航标之间的距离，并在该距离小于设置值时向船舶发出预警信号，以便于船舶及时避让，进而降低航标被过往船舶碰撞的几率。

本实施例的距离探测模块21可采用现有的测距仪，例如雷达、激光测距仪、超声波测距仪，其中本实施例优选采用毫米波雷达，其可在有效距离200米的范围内，凭借着自身强大的功能和对比其他传感器的独特优点以提高测量的准确性，具体来说，毫米波雷达不仅可以完成对目标的相关状态信息的测量，比如目标与自身之间的相对距离、相对角度等因素，而且保证了测量过程中数据的准确性和自身工作的稳定性和耐久性，其原则在于毫米波雷达有强大的检测能力，受环境的影响很小，检测目标时检测能力也不会受到相关表征状态的影响，比如目标表面的形状、质地、色泽等。此外，毫米波雷达测距仪受天气和光照条件的影响较小，即使在雨雪、大雾等恶劣天气条件下，或者在夜晚光照较弱的情况下，依旧可以保持其原本的检测状态。

在实际应用中，为了便于距离探测模块21、预警模块22和控制模块23的安装，本实施例对航标主体10的结构进行了改进，如图1、图2所示，本实施例所述航标主体10包括浮筒11、灯架12、航标灯13、密封盒14及电源模块15，浮筒11可为航标提供水上浮力，以便于航标漂浮于水面上，其可采用现有技术中的常规浮筒11实现，所述灯架12包括下端固定于所述浮筒11的支架12a及水平固定于所述支架12a顶部的安装台12b，所述航标灯13安装于所述安装台12b上表面以便于其发出的设定光线能够较好的被过往船舶看见，所述密封盒14布置于所述浮筒11上，其采用密封防水结构，并用于容置电源模块15、控制模块23以及其他需要防水的电器件，而且密封盒14直接安装在浮筒11上可降低整个航标的重心，避免航标在风浪作用下摇晃幅度过大；所述电源模块15内置于所述密封盒14并用于为所述航标灯13和航标防撞预警装置20供电。

同时，由于航标会受到风浪作用发生转动，故为了保证距离探测模块21探测的准确性，本实施例上述安装台12b可采用一圆盘状结构或圆环状结构，而距离探测模块21可设置为多个，其沿安装台12b周向依次均匀布置于安装台12b下表面；实际预警时，一般采用声光预警的方式，本实施例所述预警模块22包括一声音报警器22a及多个预警灯22b，为了便于预警灯22b发出的预警光线能够被过往船舶看见，本实施例多个所述预警灯22b和多个距离探测模块21沿所述安装台12b周向依次交替布置于所述安装台12b的下表面，也即本实施例每个预警灯22b和距离探测模块21为一一对应设置，以便于任意角度的船舶均能够被探测到且预警光线能够被船舶所看到，而为了便于预警灯22b发出的光线被看见，本实施例的预警灯22b优选采用矩阵灯；所述声音报警器22a安装于所述安装台12b上表面即可，声音报警器22a可具体采用一预警喇叭。实际应用时，本实施例可设置八个毫米波雷达和八个矩阵灯，每个毫米波雷达辐射雷达波的范围为45度扇形，每个矩阵灯均一一布置于毫米波雷达的一侧。

为了进一步保证航标的稳定性，本实施例所述支架12a包括沿所述安装台12b周向依次布置的多个支撑部，每个支撑部下端与所述浮筒11连接、上端与所述安装台12b连接，多个支撑部之间形成一容置空间，所述密封盒14位于多个所述支撑部之间的容置空间内，以使得整个航标的重心位于其中部。其中，本实施例的支撑部优选采用四个。

而为了保证航标使用的持续性，本实施例所述航标还包括多个太阳能光伏板30，每个所述太阳能光伏板30均铺设于相邻两个所述支撑部之间，且每个太阳能光伏板30的两侧边均连接于相邻两个支撑部上；其中，为了便于太阳能光伏板30能够更好的接触阳光，本实施例的支撑部具有一定的倾斜角度，本实施例优选为18°，其可使得太阳能光伏板30的吸光面斜向上以针对太阳光，以增加太阳光的直射面积；同时，多个太阳能光伏板30均通过电源转换电路与所述电源模块15连接，以将光能转换为电能并通过电源转换电路存储在电源模块15中。

具体预警时，如图3所示，为了提高防撞预警效果，本实施例所述控制模块23包括距离采集单元23a、距离判断单元23b及多个驱动单元23c，所述距离采集单元23a用于采集所述距离探测模块21探测距离形成的距离信号，所述距离判断单元23b用于判断所述距离信号所处于的阈值范围，所述阈值范围为多个并与所述驱动单元23c一一对应，每个所述驱动单元23c用于驱动所述预警模块22发出与所述距离信号所处于的阈值范围相对应的预警信号。具体来说，本实施例设置多个阈值范围，以便于船舶进入航标周围不同距离内时分别产生不同的预警信号，其可针对不同距离的船舶产生针对性的预警，实际应用是，本实施例多个阈值范围依次连续逐渐增大，而与阈值范围相对应的预警信号随着阈值范围的增大其信号强度逐渐减小，也就是说，当船舶与航标的距离越小时，则控制发出更加强烈的预警信号，以便于船舶更加容易获取上述预警信号。例如，本实施例可设置三级预警信号，当毫米波雷达探测到附近20～40米范围内有船舶时，则发出第一级预警信号，此时矩阵灯采用快闪光报警，比如每秒闪光1次，而当毫米波雷达探测到附近10～20米范围内有船舶时，则发出第二级预警信号，此时矩阵灯采用甚快闪光报警，比如每秒闪光2次，而当米波雷达探测到附近10米范围内有船舶时，则发出第三级预警信号，此时矩阵灯甚快闪光报警的同时，预警喇叭发出连续短声和报警声。可以理解的是，本实施例也可根据实际需要设置更多等级的预警信号，也可根据实际需要调整预警的距离。

由于本实施例航标在水中处理不稳定的漂浮装置，其在较大风浪作用下可能产生错误预警，故为了保证预警准确性，本实施例所述航标防撞预警装置20还包括一用于探测所述航标的姿态的姿态探测模块24，所述控制模块23还包括一控制单元23d，所述控制单元23d用于获取所述姿态探测模块24探测的航标姿态，并判断所述航标是否处于竖直状态，若航标处于竖直状态则控制所述距离探测模块21启动，否则控制所述距离探测模块21关闭，具体来说，本实施例通过姿态探测模块24实时探测航标的姿态，当航标处于竖直状态时，则控制距离探测模块21启动。需要说明的是，本实施例所说的航标处于竖直状态是指航标在风浪作用下的向其一侧晃动倾斜的最大角度不超过一设定角度，例如15°，也即，航标晃动时的最大倾斜角度较小时，距离探测模块21依然可以探测水面以上设定距离内的船舶，而当航标晃动时的最大倾斜角度过大时，则距离探测模块21发生的探测信号可能直接指向水面而导致出现误差，故本实施例通过姿态探测模块24探测航标的姿态，以获取航标在风浪作用下晃动时的最大倾斜角度，并根据最大倾斜角度判断是否启动距离探测模块21，其一定程度避免了距离探测模块21的测量误差，也避免了航标在风浪作用下晃动时的最大倾斜角度过大时开启距离探测模块21而导致的电量浪费。其中，本实施例姿态探测模块24可采用市场购买的常规姿态仪，其可直接安装于所述密封盒14内。

同时，本实施例还提供一种航标防撞预警方法，包括如下步骤：

S1、获取航标的姿态，并判断所述航标是否处于竖直状态，若航标处于竖直状态则执行步骤S2，否则不执行步骤S2。

S2、探测航标与其周围船舶之间的距离；

S3、当航标与其周围船舶之间的距离小于设定值时，向该船舶发出预警信号。

步骤S3具体包括：

S31、采集探测航标与其周围船舶之间的距离形成的距离信号；

S32、判断所述距离信号所处于的阈值范围，所述阈值范围为多个，发出与所述距离信号所处于的阈值范围相对应的预警信号。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种航标防撞预警装置，其特征在于，包括：

距离探测模块，其用于探测航标与其周围船舶之间的距离；

预警模块，其用于向船舶发出预警信号；

控制模块，其用于当航标与其周围船舶之间的距离小于设定值时控制所述预警模块向该船舶发出预警信号。

2.根据权利要求1所述的航标防撞预警装置，其特征在于，所述控制模块包括距离采集单元、距离判断单元及多个驱动单元，所述距离采集单元用于采集所述距离探测模块探测距离形成的距离信号，所述距离判断单元用于判断所述距离信号所处于的阈值范围，所述阈值范围为多个并与所述驱动单元一一对应，每个所述驱动单元用于驱动所述预警模块发出与所述距离信号所处于的阈值范围相对应的预警信号。

3.根据权利要求2所述的航标防撞预警装置，其特征在于，所述航标防撞预警装置还包括一用于探测所述航标的姿态的姿态探测模块，所述控制模块还包括一控制单元，所述控制单元用于获取所述姿态探测模块探测的航标姿态，并判断所述航标是否处于竖直状态，若航标处于竖直状态则控制所述距离探测模块启动，否则控制所述距离探测模块关闭。

4.根据权利要求3所述的航标防撞预警装置，其特征在于，多个所述阈值范围依次连续逐渐增大，与所述阈值范围相对应的预警信号随着所述阈值范围的增大其信号强度逐渐减小。

5.一种航标防撞预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

探测航标与其周围船舶之间的距离；

当航标与其周围船舶之间的距离小于设定值时，向该船舶发出预警信号。

6.一种航标，其特征在于，包括航标主体及设置于所述航标主体上的如权利要求1～4任一项所述的航标防撞预警装置。

7.根据权利要求6所述的智能预警航标，其特征在于，所述航标主体包括浮筒、灯架、航标灯、密封盒及电源模块，所述灯架包括下端固定于所述浮筒的支架及水平固定于所述支架顶部的安装台，所述航标灯安装于所述安装台上表面，所述密封盒布置于所述浮筒上，所述电源模块内置于所述密封盒并用于为所述航标灯和航标防撞预警装置供电。

8.根据权利要求7所述的航标，其特征在于，所述预警模块包括一声音报警器及多个预警灯，多个所述预警灯和多个距离探测模块沿所述安装台周向依次交替布置于所述安装台的下表面，所述声音报警器安装于所述安装台上表面。

9.根据权利要求7所述的航标，其特征在于，所述支架包括沿所述安装台周向依次布置的多个支撑部，每个支撑部下端与所述浮筒连接、上端与所述安装台连接，所述密封盒位于多个所述支撑部之间。

10.根据权利要求9所述的航标，其特征在于，所述智能预警航标还包括多个太阳能光伏板，每个所述太阳能光伏板均铺设于相邻两个所述支撑部之间，且多个太阳能光伏板均通过电源转换电路与所述电源模块连接。

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