CN111429734A - 港口内外集卡实时监控系统及监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的港口内外集卡实时监控系统及监控方法，系统包括智慧交通管理中心以及多个交通控制系统，交通控制系统均对应港口高精地图上坐标每间隔一定距离布置一个在港口的道路上，且按顺序进行编号；交通控制系统包括77G毫米波雷达、红外摄像头、数据处理服务器、通信模组，所述77G毫米波雷达、红外摄像头和通信模组分别连接数据处理服务器。本发明具备实时无盲区的交通状态监控功能，同时减小内集卡和外集卡发生交通事故的机率，减小内、外集卡交通路口的等待时间，提高作业效率。

Description

港口内外集卡实时监控系统及监控方法
技术领域
本发明涉及交通控制技术领域，具体涉及港口内外集卡实时监控系统及监控方法。
背景技术
现有交通控制系统大多采用纯视频监测的方式，对目标进行识别，跟踪，对车辆进行监控。目前，中国港口的交通控制系统仍采用了现有的这种方式。
港口无人化作业成为了未来发展的趋势，无人驾驶内集卡已经出现在了国内的港口，而港口内还会进入有人驾驶的外集卡，采用传统的交通控制系统无法实现自动化实时监控无人驾驶内集卡与有人驾驶外集卡的位置与行车速度，特别是外集卡无法进行驾驶自动控制，导致内、外集卡在十字路口的通过时间不够弹性化将影响到作业效率，并且事故风险较大。
本发明人针对此现象，专门设计了一种港口内外集卡实时监控系统，能对内、外集卡进行精准定位和跟踪，以实施监控作业区域的交通状况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种港口内外集卡实时监控系统及监控方法，采用交通控制系统(TCS)的77G毫米波雷达、红外摄像头、等设备对外集卡进行目标识别，对其大小、相对距离、速度、等信息进行探测，以确定外集卡在高精地图上的坐标，再通过智慧交通管理中心控制内集卡的行驶路径，实现内、外集卡的交通控制。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
港口内外集卡实时监控系统，包括智慧交通管理中心以及多个交通控制系统，交通控制系统均对应港口高精地图上坐标每间隔一定距离布置一个在港口的道路上，且按顺序进行编号；所述交通控制系统包括77G毫米波雷达、红外摄像头、数据处理服务器、通信模组，所述77G毫米波雷达、红外摄像头和通信模组分别连接数据处理服务器，通信模组还与智慧交通管理中心通信，所述77G毫米波雷达用于探测目标的相对距离、速度、行驶方向信息并上传至数据处理服务器，红外摄像头用于对目标进行抓拍，获取目标形状、颜色、车牌信息并上传至数据处理服务器，所述数据处理服务器用于将77G毫米波雷达和红外摄像头上传的数据进行融合再通过通信模组将监控数据上传至智慧交通管理中心，所述智慧交通管理中心用于根据监控数据对相应的内集卡的行驶路径进行控制。
进一步的，所述交通控制系统包括布置在港口内灯塔上的固定类交通控制系统以及布置在场桥和岸桥上的移动类交通控制系统。
进一步的，在港口内道路上每间隔250米布置1个交通控制系统。
进一步的，每个监控方向上的交通控制系统包括至少2个77G毫米波雷达和2个红外摄像头。
进一步的，所述通信模组为5G通信模组或光纤。
进一步的，所述数据融合是根据红外摄像头获取的目标形状、颜色、车牌信息对目标进行分类，根据77G毫米波雷达获取目标的相对距离、速度、行驶方向信息结合交通控制系统在高清地图中的坐标计算目标的特征位置坐标值，再根据77G毫米波雷达和红外摄像头探测到的目标分类和特征位置坐标值参数将目标对应起来实现数据融合，并将融合的目标分类和特征位置坐标值参数作为监控数据。
进一步的，所述智慧交通管理中心包括车辆信息监控模块，车辆任务分配模块、行驶路径规划模块、高精度地图管理模块、数据服务器，所述车辆信息监控模块用于获取监控数据，所述车辆任务分配模块用于分配内集卡的输送任务，所述行驶路径规划模块用于根据交通控制系统监控到的监控数据对当前道路上的内集卡进行行驶路径规划以协同管理内集卡和外集卡，高精度地图管理模块用于管理和更新高精地图，所述数据服务器用于存储智慧交通管理中心的所有数据。
上述港口内外集卡实时监控系统的监控方法，包括以下步骤：
步骤一、内、外集卡行驶到港口水平道路进入第一个交通控制系统的监控范围，该交通控制系统通过77G毫米波雷达探测目标的相对距离、速度、行驶方向信息并上传至数据处理服务器，通过红外摄像头对目标进行抓拍，获取目标形状、颜色、车牌信息并上传至数据处理服务器；
步骤二、数据处理服务器将77G毫米波雷达和红外摄像头上传的数据进行融合再通过通信模组将监控数据上传至智慧交通管理中心；
步骤三、智慧交通管理中心根据监控数据对相应的内集卡的行驶路径进行控制；
步骤四、在内、外集卡从一个交通控制系统的监控范围进入到下一个交通控制系统的监控范围的过程中进行一次任务交替，在下一个交通控制系统监测到该集卡且该集卡驶出当前交通控制系统的监控范围后，当前交通控制系统停止监控，下一个交通控制系统重复步骤1-3，直到该集卡完成输送任务。
进一步的，所述步骤三具体包括：智慧交通管理中心的车辆信息监控模块获取监控数据，行驶路径规划模块根据交通控制系统监控到的监控数据对当前道路上的内集卡进行行驶路径规划，同时发送指令给相应内集卡调整车速或者行使方向。
进一步的，当内、外集卡行驶到十字路口时，布置在路口的交通控制系统将监控数据传送给智慧交通管理中心，同时智慧交通管理中心获取路口附近其他内集卡的行驶路径，智慧交通管理中心发送指令给相应内集卡调整车速或者行使方向。
进一步的，当内、外集卡行驶到场桥或岸桥时，场桥或岸桥的移动交通控制系统通过固定的交通控制系统的绝对位置获取自己的相对位置来定位该内、外集卡的位置，以将监控数据传送给智慧交通管理中心。
采用上述方案后，本发明具有以下优点：
1、本发明通过每间隔一定距离布置一个交通控制系统(TCS)的方式对外集卡进行监控，即采用多个TCS接力的方法，达到连续追踪的效果，具备了实时无盲区的交通状态监控功能，同时减小内、外集卡发生交通事故的机率，减小内、外集卡交通路口的等待时间，提高作业效率。
2、本发明采用77G环视毫米波雷达监控内外集卡的行驶方向、速度、距离，具备300m以上探测距离，范围广、精度高；
3、应用在移动岸桥和场桥上的TCS，利用固定位置的TCS确认自己的位置，从而确定外集卡的位置，实现内外集卡的无死角监控。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图。
图2为本发明港口内外集卡实时监控方法的流程图。
标号说明：
智慧交通管理中心1，交通控制系统2，77G毫米波雷达21，红外摄像头22，数据处理服务器23，通信模组24，车辆信息监控模块11，车辆任务分配模块12，行驶路径规划模块13，高精度地图管理模块14，数据服务器15。
具体实施方式
如图1所示，本发明揭示了一种港口内外集卡实时监控系统，包括智慧交通管理中心1(TMC)以及多个交通控制系统2(Traffic Control System,简称TCS)，交通控制系统2对应港口高精地图上坐标每间隔一定距离布置一个在港口的道路上，且按顺序进行编号；所述交通控制系统2包括77G毫米波雷达21、红外摄像头22、数据处理服务器23、通信模组24，通信模组24为5G通信模组或光纤，77G毫米波雷达21、红外摄像头22和通信模组24分别连接数据处理服务器23，通信模组24还与智慧交通管理中心1通信，所述77G毫米波雷达21用于探测目标的相对距离、速度、行驶方向信息并上传至数据处理服务器23，红外摄像头22用于对目标进行抓拍，获取目标形状、颜色、车牌信息并上传至数据处理服务器23，所述数据处理服务器23用于将77G毫米波雷达21和红外摄像头22上传的数据进行融合再通过通信模组24将监控数据上传至智慧交通管理中心1，每个交通控制系统2拥有各自的监控范围，所述智慧交通管理中心1用于根据监控数据对相应的内集卡的行驶路径进行控制。
上述交通控制系统2包括布置在港口内灯塔上的固定类交通控制系统2以及布置在场桥和岸桥上的移动类交通控制系统2，在港口内道路上每间隔250米布置1个交通控制系统2，77G毫米波雷达21采用PMCW调制技术，具备300m以上探测距离，因此监控可以完全覆盖整个港口内的道路，在布置时，监控一个方向TCS需要两个77G毫米波雷达21和两个红外摄像头22，数据处理服务器23和5G通信模组24可以配多个77G毫米波雷达21和红外摄像头22，因此每个监控方向上的交通控制系统2包括至少2个77G毫米波雷达21和2个红外摄像头22，1个TCS(多个监控方向)只需配备1个数据处理服务器和1个5G通信模组。
具体的，上述数据融合过程是指：根据红外摄像头22获取的目标形状、颜色、车牌信息对目标进行分类，根据77G毫米波雷达21获取目标的相对距离、速度、行驶方向信息结合交通控制系统2在高清地图中的坐标计算目标的特征位置坐标值，再根据77G毫米波雷达21和红外摄像头22探测到的目标分类和特征位置坐标值参数将目标对应起来实现数据融合，并将融合的目标分类和特征位置坐标值参数作为监控数据一起上传至智慧交通管理中心1，上述特征位置坐标值可根据交通控制系统2在高精地图上的坐标值以及目标与坐标值的相对距离进行计算获得，上述对目标进行识别是通过对比数据处理服务器23的识别库实现的，采用的是常用的物体识别方法，识别库存储有外集卡、内集卡、货物、人的图像信息，本发明主要是对外集卡进行识别及其坐标计算。
上述智慧交通管理中心1包括车辆信息监控模块11，车辆任务分配模块12、行驶路径规划模块13、高精度地图管理模块14、数据服务器15，所述车辆信息监控模块11用于获取监控数据，所述车辆任务分配模块12用于分配内集卡的输送任务，所述行驶路径规划模块13用于根据交通控制系统2监控到的监控数据对当前道路上的内集卡进行行驶路径规划以协同管理内集卡和外集卡，高精度地图管理模块用于管理和更新高精地图，所述数据服务器用于存储智慧交通管理中心1的所有数据，实际上智慧交通管理中心1还包括显示屏、水平运输系统远程驾驶工位、水平运输系统监督工位等硬件设施。
本发明还公开一种上述港口内外集卡实时监控系统的监控方法，包括以下步骤：
步骤一、内、外集卡行驶到港口水平道路进入第一个交通控制系统2的监控范围，该交通控制系统2通过77G毫米波雷达21探测目标的相对距离、速度、行驶方向信息并上传至数据处理服务器23，通过红外摄像头22对目标进行抓拍，获取目标形状、颜色、车牌信息并上传至数据处理服务器23；
步骤二、数据处理服务器23将77G毫米波雷达21和红外摄像头22上传的数据进行融合再通过通信模组24将监控数据上传至智慧交通管理中心1，具体的，数据融合根据红外摄像头22获取的目标形状、颜色、车牌信息对目标进行分类，根据77G毫米波雷达21获取目标的相对距离、速度、行驶方向信息结合交通控制系统2在高清地图中的坐标计算目标的特征位置坐标值，再根据77G毫米波雷达21和红外摄像头22探测到的目标分类和特征位置坐标值参数将目标对应起来实现数据融合，并将融合的目标分类和特征位置坐标值参数作为监控数据一起上传至智慧交通管理中心1(TMC)；数据处理服务器对于超速的外集卡车的融合数据做特别标记；
步骤三、智慧交通管理中心1根据监控数据对相应的内集卡的行驶路径进行控制，具体的，智慧交通管理中心1的车辆信息监控模块11获取监控数据，行驶路径规划模块12根据交通控制系统2监控到的监控数据对当前道路上的内集卡进行行驶路径规划，同时发送指令给相应内集卡调整车速或者行使方向，以避让其他的外集卡，使所有集卡能够继续正常行驶；若为监测到外集卡且其的融合数据有超速的特别标记，则智慧交通管理中心1可将超速信息进行上报，通知港口内的交通管理人员进行处理。
步骤四、在内、外集卡从一个交通控制系统2的监控范围进入到下一个交通控制系统2的监控范围的过程中进行一次任务交替，在下一个交通控制系统2监测到该集卡且该集卡驶出当前交通控制系统2的监控范围后，当前交通控制系统2停止监控，下一个交通控制系统2重复上述步骤1-3，直到该集卡完成输送任务。
当内、外集卡行驶到十字路口时，布置在路口的交通控制系统2将监控数据传送给智慧交通管理中心1，同时智慧交通管理中心1获取路口附近其他内集卡的行驶路径，智慧交通管理中心1发送指令给相应内集卡调整车速或者行使方向，使外集卡与内集卡安全有效率的通过路口。
当内、外集卡行驶到场桥或岸桥时，场桥或岸桥的移动交通控制系统2通过固定的交通控制系统2的绝对位置获取自己的相对位置来定位该内、外集卡的位置，以将监控数据传送给智慧交通管理中心1。
本发明通过每间隔一定距离布置一个交通控制系统2(TCS)的方式对外集卡进行监控，即采用多个TCS接力的方法，达到连续追踪的效果，具备了实时无盲区的交通状态监控功能，通过智慧交通管理中心1对内集卡的行驶路径进行规划和控制，减小了内、外集卡发生交通事故的机率，减小内、外集卡交通路口的等待时间，提高作业效率。
以上所述仅为本发明实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.港口内外集卡实时监控系统，其特征在于：包括智慧交通管理中心以及多个交通控制系统，交通控制系统均对应港口高精地图上坐标每间隔一定距离布置一个在港口的道路上，且按顺序进行编号；所述交通控制系统包括77G毫米波雷达、红外摄像头、数据处理服务器、通信模组，所述77G毫米波雷达、红外摄像头和通信模组分别连接数据处理服务器，所述77G毫米波雷达用于探测目标的相对距离、速度、行驶方向信息并上传至数据处理服务器，红外摄像头用于对目标进行抓拍，获取目标形状、颜色、车牌信息并上传至数据处理服务器，所述数据处理服务器用于将77G毫米波雷达和红外摄像头上传的数据进行融合再通过通信模组将监控数据上传至智慧交通管理中心，所述智慧交通管理中心用于根据监控数据对相应的内集卡的行驶路径进行控制。
2.根据权利要求1所述的港口内外集卡实时监控系统，其特征在于：所述交通控制系统包括布置在港口内灯塔上的固定类交通控制系统以及布置在场桥和岸桥上的移动类交通控制系统。
3.根据权利要求1所述的港口内外集卡实时监控系统，其特征在于：在港口内道路上每间隔250米布置1个交通控制系统；每个监控方向上的交通控制系统包括至少2个77G毫米波雷达和2个红外摄像头。
4.根据权利要求1所述的港口内外集卡实时监控系统，其特征在于：所述通信模组为5G通信模组或光纤。
5.根据权利要求1所述的港口内外集卡实时监控系统，其特征在于：所述数据融合是根据红外摄像头获取的目标形状、颜色、车牌信息对目标进行分类，根据77G毫米波雷达获取目标的相对距离、速度、行驶方向信息结合交通控制系统在高清地图中的坐标计算目标的特征位置坐标值，再根据77G毫米波雷达和红外摄像头探测到的目标分类和特征位置坐标值参数将目标对应起来实现数据融合，并将融合的目标分类和特征位置坐标值参数作为监控数据一起上传至智慧交通管理中心。
6.根据权利要求1所述的港口内外集卡实时监控系统，其特征在于：所述智慧交通管理中心包括车辆信息监控模块，车辆任务分配模块、行驶路径规划模块、高精度地图管理模块、数据服务器，所述车辆信息监控模块用于获取监控数据，所述车辆任务分配模块用于分配内集卡的输送任务，所述行驶路径规划模块用于根据交通控制系统监控到的监控数据对当前道路上的内集卡进行行驶路径规划，高精度地图管理模块用于管理和更新高精地图，所述数据服务器用于存储智慧交通管理中心的所有数据。
7.根据权利要求1所述的港口内外集卡实时监控系统，其监控方法包括以下步骤：
步骤一、内、外集卡行驶到港口水平道路进入第一个交通控制系统的监控范围，该交通控制系统通过77G毫米波雷达探测目标的相对距离、速度、行驶方向信息并上传至数据处理服务器，通过红外摄像头对目标进行抓拍，获取目标形状、颜色、车牌信息并上传至数据处理服务器；
步骤二、数据处理服务器将77G毫米波雷达和红外摄像头上传的数据进行融合再通过通信模组将监控数据上传至智慧交通管理中心；
步骤三、智慧交通管理中心根据监控数据对相应的内集卡的行驶路径进行控制；
步骤四、在内、外集卡从一个交通控制系统的监控范围进入到下一个交通控制系统的监控范围的过程中进行一次任务交替，在下一个交通控制系统监测到该集卡且该集卡驶出当前交通控制系统的监控范围后，当前交通控制系统停止监控，下一个交通控制系统重复步骤1-3，直到该集卡完成输送任务。
8.根据权利要求7所述的港口内外集卡实时监控方法，所述步骤三具体包括：智慧交通管理中心的车辆信息监控模块获取监控数据，行驶路径规划模块根据交通控制系统监控到的监控数据对当前道路上的内集卡进行行驶路径规划，同时发送指令给相应内集卡调整车速或者行使方向。
9.根据权利要求7所述的港口内外集卡实时监控方法，当内、外集卡行驶到十字路口时，布置在路口的交通控制系统将监控数据传送给智慧交通管理中心，同时智慧交通管理中心获取路口附近其他内集卡的行驶路径，智慧交通管理中心发送指令给相应内集卡调整车速或者行使方向。
10.根据权利要求7所述的港口内外集卡实时监控方法，当内、外集卡行驶到场桥或岸桥时，场桥或岸桥的移动交通控制系统通过固定的交通控制系统的绝对位置获取自己的相对位置来定位该内、外集卡的位置，以将监控数据传送给智慧交通管理中心。
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