CN112733896A - 一种船舶过闸管理方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

一种船舶过闸管理方法、装置、系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种船舶过闸管理方法、装置、系统及存储介质。其中，该方法包括：根据船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息；将位置信息发送至船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制图像设备抓拍目标船舶，生成图像数据，以及控制三维激光雷达调整位姿以采集目标船舶的三维激光雷达数据，并根据三维激光雷达数据，获取目标船舶的体积信息；根据图像数据与体积信息，判断目标船舶是否符合预设装载要求；若符合，则根据图像数据和/或位置信息，控制目标闸门的工作状态。本发明实施例提供的技术方案，能够实现船舶过闸管理。

Description

一种船舶过闸管理方法、装置、系统及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及船舶控制技术领域，尤其涉及一种船舶过闸管理方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
随着流域经济的发展，航运需求也在不断增加，船闸作为重要的水运通航设施，当船舶进入停泊区后，进行船舶核查登记，待核查登记成功后，通过船闸两端的闸门控制灌水或泄水，以调整船闸的闸室内的水位，使船舶克服航道上的水位落差，从而实现船舶从上游航道向下游航道行驶和从下游航道向上游航道行驶的过程。因此，为实现船舶的有序通行，船舶过闸管理在航运交通中至关重要。
发明内容
本发明实施例提供了一种船舶过闸管理方法、装置、系统及存储介质，能够实现船舶过闸管理。
第一方面，本发明实施例提供了一种船舶过闸管理方法，应用于船舶过闸管理系统，该方法包括：
根据所述船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息；
将所述位置信息发送至所述船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制所述图像设备抓拍所述目标船舶，生成图像数据，以及控制所述三维激光雷达调整位姿以采集所述目标船舶的三维激光雷达数据，并根据所述三维激光雷达数据，获取所述目标船舶的体积信息；
根据所述图像数据与所述体积信息，判断所述目标船舶是否符合预设装载要求；
若符合，则根据所述图像数据和/或所述位置信息，控制目标闸门的工作状态。
第二方面，本发明实施例提供了一种船舶过闸管理装置，集成于船舶过闸管理系统，该装置包括：
确定模块，用于根据所述船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息；
获取模块，用于将所述位置信息发送至所述船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制所述图像设备抓拍所述目标船舶，生成图像数据，以及控制所述三维激光雷达调整位姿以采集所述目标船舶的三维激光雷达数据，并根据所述三维激光雷达数据，获取所述目标船舶的体积信息；
判断模块，用于根据所述图像数据与所述体积信息，判断所述目标船舶是否符合预设装载要求；
控制模块，用于若所述目标船舶符合预设装载要求，则根据所述图像数据和/或所述位置信息，控制目标闸门的工作状态。
第三方面，本发明实施例提供了一种船舶过闸管理系统，该系统包括：
检测设备，用于采集预设区域的船舶检测数据；
图像设备，用于抓拍目标船舶，并生成图像数据；
三维激光雷达，用于采集所述目标船舶的三维激光雷达数据；
控制电路，分别与所述检测设备、所述图像设备以及所述三维激光雷达连接，所述控制电路包括：至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任意实施例所述的船舶过闸管理方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现本发明任意实施例所述的船舶过闸管理方法。
本发明实施例提供了一种船舶过闸管理方法、装置、系统及存储介质，首先根据船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息，接着将位置信息发送至船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制图像设备抓拍目标船舶，生成图像数据，以及控制三维激光雷达调整位姿以采集目标船舶的三维激光雷达数据，并根据三维激光雷达数据，获取目标船舶的体积信息，然后根据图像数据与体积信息，判断目标船舶是否符合预设装载要求，最后若目标船舶符合预设装载要求，则根据图像数据和/或位置信息，控制目标闸门的工作状态。通过本发明实施例提供的技术方案，能够实现船舶过闸管理。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种船舶过闸管理方法的流程图；
图2A为本发明实施例二提供的一种船舶过闸管理方法的流程图；
图2B为本发明实施例二提供的方法中各设备的应用场景示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种船舶过闸管理装置的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种船舶过闸管理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种船舶过闸管理方法的流程图，本实施例可适用于对需要过闸的船舶进行管理的情况。本实施例提供的船舶过闸管理方法可以由本发明实施例提供的船舶过闸管理装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在执行本方法的系统中。
参见图1，本实施例的方法包括但不限于如下步骤：
S110，根据船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息。
其中，检测设备可以为二维激光雷达或者深度学习相机等能够采集船舶检测数据的设备。二维激光雷达包括单线激光雷达，能够360度扫描，探测距离可以达到2000米，具有测量精度高、频率高以及数据更新速率块的特点；深度学习相机为配置有相关深度学习算法的相机。预设区域可以为检测设备所能检测到的最大范围，例如，若检测设备是二维激光雷达，则预设区域为二维激光雷达的最大扫描范围。船舶检测数据可以为点云数据或者图像数据，通过点云数据或者图像数据可以得到船舶的二维平面位置信息和姿态信息(即偏转角度信息)。
需要说明的是，二维激光雷达还可以采用其他的激光雷达类型，例如多线激光雷达或者基于三角测距原理的激光雷达，本发明实施例对二维激光雷达的激光雷达类型不做具体限制。在使用检测设备采集到相应的船舶检测数据之后，本发明实施例中可以采用任意一种微处理器(如图2B所示的控制电路)对相应的船舶检测数据进行数据处理。
可选的，所述船舶过闸管理方法还包括：根据船舶检测数据，识别目标区域内的船舶；统计船舶的个数。
本发明实施例中，统计目标区域内的船舶的个数有利于实时掌握河道的船流量和船舶的优化调度管理等。
进一步的，根据船舶检测数据，识别目标区域内的船舶，可以具体包括：基于船舶检测数据，根据河道宽度和预设船闸管理范围，确定预设区域对应的目标区域；通过与检测设备类型对应的预设算法识别目标区域内的船舶。
其中，预设船闸管理范围可以为预先确定好的，也可以视具体情况而定。目标区域可以理解为船舶过闸管理系统的感兴趣区域，即对船舶检测数据进行数据处理的有效区域。
本发明实施例中，通过软件绘制的方式确定船舶检测数据中与预设区域对应的目标区域。示例性的，预设船闸管理范围为航海管理所规定的航道区域，比如设定距离船闸400米到距离船闸50米是船闸管理范围，通过二维激光雷达可以扫描预设区域的水面环境构建点云，在客户端软件的二维坐标系界面显示，然后在这个二维坐标系界面上根据河道宽度和预设船闸管理范围绘制目标区域。在确定了目标区域之后，根据检测设备的类型确定相应的预设算法，并通过预设算法能够识别出目标区域内的船舶。例如，检测设备是二维激光雷达时，通过聚类算法能够识别出目标区域内的船舶；又如，检测设备是深度学习相机时，通过深度学习算法能够识别出目标区域内的船舶。
示例性的，聚类算法可以为KD-Tree近邻搜索算法，它的工作原理为：对于空间某点P，通过KD-Tree近邻搜索算法找到k个离p点最近的点，这些点中距离小于设定阈值的便聚类到聚类对象集合Q中。如果Q中元素的数目不再增加，整个聚类过程便结束；否则，需要在集合Q中选取p点以外的点，重复上述过程，直到Q中元素的数目不在增加为止。相应的，在本实施例中，集合Q中的每一个元素(以大块像素点的方式在二维坐标系界面中显示)对应一个聚类对象。理想情况下，聚类对象均表示目标区域内的船舶，则集合Q中的元素个数也就是目标区域内的船舶的个数。
在一些实施例中，在通过与检测设备类型对应的预设算法识别目标区域内的船舶之前，所述方法还包括对目标区域内的船舶检测数据进行预处理，过滤船舶检测数据中的噪点数据，以避免其他对象(例如飞鸟、水面垃圾等)等的影响，从而提升聚类算法或深度学习算法识别船舶的准确性。
本发明实施例中，通过与检测设备类型对应的预设算法识别目标区域内的船舶，能够减少工作量和提高工作效率，相对于人工统计来说，更简单和高效。
更进一步的，目标闸门包括第一目标闸门以及与第一目标闸门相对设置的第二目标闸门；相应的，确定目标船舶的位置信息，可以具体包括：根据船舶检测数据，获取目标区域内的每一个船舶与第一目标闸门的距离；将目标区域内与第一目标闸门距离最小的船舶确定为目标船舶；根据目标船舶的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息。
其中，第一目标闸门为船舶进入闸室之前的闸门，闸室为第一目标闸门与第二目标闸门之间形成的空间，沿船舶行进方向船舶依次通过第一目标闸门、闸室以及第二目标闸门。
具体的，由于船舶检测数据中包括了船舶的二维平面位置信息和姿态信息，因此，根据目标区域内每一个船舶的位置信息，能够该船舶与第一目标闸门的距离。示例性的，目标区域内每一个船舶的位置信息可以用Qi(x，y)表示，该船舶与第一目标闸门的距离可以用Ri表示，其中，Qi表示第i个船舶的位置坐标，x为第i个船舶在二维平面上X轴方向上的坐标，y为第i个船舶在二维平面上Y轴方向上的坐标，Ri为第i个船舶与第一目标闸门的距离，则
Figure BDA0002874118710000071
利用反正切公式还可以求得第i个船舶的偏转角度(即第i个船舶的姿态信息)。在确定了每一个船舶与第一目标闸门的距离Ri之后，比较所有距离Ri的大小关系，将目标区域内与第一目标闸门距离最小的船舶确定为目标船舶。
本发明实施例中，通过先获取目标区域内的每一个船舶与第一目标闸门的距离，再将与第一目标闸门距离最小的船舶确定为目标船舶，这种方式简单有效，在短时间内就确定了将要通过第一目标闸门的目标船舶。
S120，将位置信息发送至船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制图像设备抓拍目标船舶，生成图像数据，以及控制三维激光雷达调整位姿以采集目标船舶的三维激光雷达数据，并根据三维激光雷达数据，获取目标船舶的体积信息。
其中，三维激光雷达的位姿可以包括三维激光雷达的高度和角度。三维激光雷达包括多线激光雷达，能够进行360度扫描，探测距离可以达到200m，它具有测量精度高、频率高以及数据更新速率块的特点。可以理解，三维激光雷达不限于本实施例公开的多线激光雷达，其还可以采用其他三维扫描设备替代。图像设备可以为具有拍摄功能的设备，例如摄像头、相机以及录像设备等。在确定目标船舶的位置信息之后，首先将位置信息发送给船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，可以将检测设备和图像设备进行联动，以及将检测设备和三维激光雷达进行联动。接着通过船舶过闸管理系统中的控制电路对图像设备进行控制，使图像设备抓拍目标船舶，生成图像数据，以及通过船舶过闸管理系统中的控制电路对三维激光雷达进行控制，通过调整三维激光雷达的位姿后，使三维激光雷达采集目标船舶的三维激光雷达数据，并根据三维激光雷达数据，通过体积计算方法能够获取目标船舶的体积信息。本发明实施例中，通过检测设备联动图像设备，有利于获取目标船舶的物品信息，进而提高过闸管理效率；通过检测设备联动三维激光雷达，有利于获取目标船舶的体积信息。
可选的，船舶过闸管理系统还包括升降杆和安装在升降杆上的云台，三维激光雷达安装在云台上；相应的，控制三维激光雷达调整位姿以采集目标船舶的三维激光雷达数据，并根据三维激光雷达数据，获取目标船舶的体积信息，可以具体包括：控制三维激光雷达根据位置信息调整自身的角度，以及控制升降杆根据位置信息进行升降来调整三维激光雷达的高度以采集目标船舶的三维激光雷达数据；根据三维激光雷达数据，计算目标船舶的长宽高信息；根据目标船舶的长宽高信息，确定目标船舶的体积信息。
具体的，控制三维激光雷达根据位置信息调整自身的角度以及控制升降杆根据位置信息进行升降来调整三维激光雷达的高度的工作过程为：控制电路将位置信息发送至三维激光雷达，三维激光雷达对位置信息进行数据处理，生成位姿控制指令，以使得三维激光雷达根据位姿控制指令调整自身的角度以及控制升降杆进行升降来调整三维激光雷达的高度。或者，上述工作过程还可以为：控制电路对位置信息进行数据处理，生成位姿控制指令，将位姿控制指令发送至三维激光雷达，以使得三维激光雷达根据位姿控制指令调整自身的角度以及控制升降杆进行升降来调整三维激光雷达的高度。
在三维激光雷达的角度和高度调整之后，能够更准确的对目标船舶进行三维立体扫描，从而采集到的目标船舶的三维激光雷达数据也更准确。接着根据三维激光雷达数据，通过投影特征值分解法、主成分分析法或者投影矩形拟合法等方法可以计算出目标船舶的长宽高信息。最后根据目标船舶的长宽高信息，结合体积计算公式就能够确定目标船舶的体积信息。
因此，本发明实施例通过目标船舶的位置信息对三维激光雷达的位姿进行调整，使得最终确定的目标船舶的体积信息更准确和更真实。
S130，根据图像数据与体积信息，判断目标船舶是否符合预设装载要求。
在得到目标船舶的图像数据与体积信息之后，通过将图像数据和体积信息与预设装载要求中的具体要求进行比较，可以判断目标船舶是否符合预设装载要求。
可选地，预设装载要求包括预设物品装载要求和预设体积装载要求，相应的，根据所述图像数据与所述体积信息，判断目标船舶是否符合预设装载要求，包括：根据图像数据和预设物品登记信息，判断目标船舶是否符合预设物品装载要求；根据体积信息和预设体积阈值，判断目标船舶是否符合预设体积装载要求。
其中，预设物品登记信息可以通过物品登记信息与目标船舶的船舶类型的对应关系获取，也可以通过船员在目标船舶装载完毕后设置得到。同理，预设体积阈值可以通过体积阈值与目标船舶的船舶类型的对应关系获取，也可以通过船员在目标船舶装载完毕后设置得到。
具体的，将图像数据和预设物品登记信息进行比对，如果图像数据和预设物品登记信息一致，即图像数据中显示的物品和预设物品登记信息中包含的物品是相同的，没有出现预设物品登记信息以外的物品，则说明目标船舶符合预设物品装载要求；如果图像数据和预设物品登记信息不一致，则说明目标船舶不符合预设物品装载要求。将体积信息和预设体积阈值进行比对，如果体积信息小于或者等于体积阈值，则说明目标船舶符合预设体积装载要求；如果体积信息大于体积阈值，则说明目标船舶不符合预设体积装载要求。
本发明实施例中，通过判断目标船舶是否符合预设装载要求，能够避免因目标船舶不符合预设装载要求而造成危险事故，能够提前发现安全隐患。
在一些实施例中，所述方法还包括：显示图像数据和体积信息，以供用户根据图像数据核对目标船舶是否符合预设物品装载要求，以及根据体积信息判断目标船舶是否符合预设体积装载要求。具体的，可以通过配置人机交互模块来显示图像数据和体积信息。
本发明实施例中，通过将图像数据和体积信息显示给用户，以供用户判断目标船舶是否符合预设装载要求，能够减少用户的工作量，避免浪费人力物力。
S140，若符合，则根据图像数据和/或位置信息，控制目标闸门的工作状态。
如果目标船舶符合预设装载要求，则根据图像数据和/或位置信息，控制目标闸门的工作状态为开启状态，以使目标船舶通过，或者在目标船舶通过后，控制目标闸门的工作状态为关闭状态；如果目标船舶不符合预设装载要求，则目标船舶无法进入目标闸门，需要对目标船舶进行进一步的核实。对目标船舶进行进一步的核实具体包括：将当前目标船舶驶入人工检验区等待人工检验，从目标区域中的剩余船舶中重新确定目标船舶，从而提升了船舶过闸效率。
本发明实施例中，通过检测设备、图像设备和三维激光雷达的联合使用，使得探测距离、扫描范围、扫描频率、角度分辨率以及测量距离精度等参数得到了有效提升。具体的，激光雷达可以实现360度全方位2000米范围内的环境扫描探测，可以获得障碍物精确的位置信息，包括方位、距离以及速度等信息。
需要说明的是，本发明实施例中的二维激光雷达和三维激光雷达主要是根据距离进行选用的。在近距离的情况下采用三维激光雷达可以进行三维聚类实时显示，在远距离的情况下采用二维激光雷达可以进行二维聚类实时显示。远距离对应的点云数比较少且稀疏，通过在二维坐标系中以大像素点来显示聚类对象，一个大像素点对应一个聚类对象，所以在点云数很少时也不会忽略，能够提高聚类准确性。因此，本发明实施例中利用二维激光雷达采集预设区域的船舶检测数据，所得到的数据比较准确。
本实施例提供的技术方案，首先根据船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息，接着将位置信息发送至船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制图像设备抓拍目标船舶，生成图像数据，以及控制三维激光雷达调整位姿以采集目标船舶的三维激光雷达数据，并根据三维激光雷达数据，获取目标船舶的体积信息，然后根据图像数据与体积信息，判断目标船舶是否符合预设装载要求，最后若目标船舶符合预设装载要求，则根据图像数据和/或位置信息，控制目标闸门的工作状态，从而能够实现船舶过闸管理。
实施例二
图2A为本发明实施例二提供的一种船舶过闸管理方法的流程图。本发明实施例是在上述实施例的基础上进行优化。可选的，本实施例对控制目标闸门的工作状态和判断目标船舶是否符合预设装载要求的过程进行详细的解释说明。
示例性的，图2B为本发明实施例二提供的方法中各设备的应用场景示意图，如图2B所示，以图中船舶为目标船舶，两个目标闸门，分别是第一目标闸门和第二目标闸门来对各设备的应用场景进行说明。图中的设备主要用于本发明上述各实施例所述的船舶过闸管理方法。其中，检测设备(以二维激光雷达为例)可以安装在目标闸门中间，使用数量可以根据具体环境而定，图中安装有两个二维激光雷达作为检测设备，一个二维激光雷达安装在第一目标闸门中间，另一个二维激光雷达安装在第二目标闸门中间。图中安装有两个图像设备，一个图像设备安装在第一目标闸门一侧，另一个图像设备安装在第二目标闸门一侧，图像设备可以与升降杆在同一侧也可以不在同一侧，图像设备的使用数量可以根据具体环境而定。图中安装有两个三维激光雷达，一个三维激光雷达安装在第一目标闸门的可控制的带云台的升降杆上，另一个三维激光雷达安装在第二目标闸门的可控制的带云台的升降杆上，三维激光雷达的使用数量可以根据具体环境而定。控制电路分别与二维激光雷达设备、图像设备以及三维激光雷达连接。控制电路可以进行系统分析决策和数据处理功能，可以设置目标区域等。从图中可以看出：各设备装配比较简单，使用方便，将激光雷达作为探测周围环境的核心传感器，可以全面探测航道船舶，提高了探测的准确率。
参见图2A，本实施例的方法包括但不限于如下步骤：
S210，根据船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息。
S220，将位置信息发送至船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制图像设备抓拍目标船舶，生成图像数据，以及控制三维激光雷达调整位姿以采集目标船舶的三维激光雷达数据，并根据三维激光雷达数据，获取目标船舶的体积信息。
S230，根据图像数据与体积信息，判断目标船舶是否符合预设装载要求。
S240，根据图像数据和/或位置信息，确定目标船舶与目标闸门的目标距离。
具体的，可以通过图像数据或位置信息计算目标船舶与目标闸门的目标距离。也可以先根据图像数据计算目标船舶与目标闸门的第一距离，根据位置信息计算目标船舶与目标闸门的第二距离，然后根据生成图像数据的图像设备的精度和确定位置信息的检测设备的精度，确定第一距离的距离误差和第二距离的距离误差，将两者中距离误差小的所对应的距离确定为目标船舶与目标闸门的目标距离。还可以将第一距离和第二距离分别设置权重，进行权重计算从而得到目标距离，本发明实施例中对确定目标距离的方式不做具体限制。在确定目标船舶与目标闸门的目标距离时，可以根据目标船舶是在通过目标闸门之前还是目标闸门之后，确定目标船舶的具体部位与目标闸门的目标距离，例如，目标船舶是在通过目标闸门之前，则确定目标船舶的船头与目标闸门的目标距离；目标船舶是在通过目标闸门之后，则确定目标船舶的船尾与目标闸门的目标距离。
S250，在目标船舶通过目标闸门前，若目标距离达到第一距离阈值，则控制目标闸门的工作状态为开启状态。
其中，第一距离阈值可以是预先设计好的，也可以视具体情况而定。目标闸门可以包括第一目标闸门和第二目标闸门，第一目标闸门为船舶进入闸室之前的闸门。
在目标船舶通过第一目标闸门或者第二目标闸门前，如果目标船舶与第一目标闸门或者第二目标闸门的目标距离达到第一距离阈值，则控制目标闸门的工作状态为开启状态，以使目标船舶可以通过目标闸门。例如，假设第一距离阈值为5米，当目标船舶的船头与第一目标闸门或者第二目标闸门的目标距离达到5米的时候，可以生成开启信号控制第一目标闸门或者第二目标闸门开启。
相应的，还可以控制目标闸门工作在开启状态下的时间，实现船舶的有序放行，并且能够防止因时间太短目标船舶未通过目标闸门而造成危险。
S260，在目标船舶通过目标闸门后，若目标距离达到第二距离阈值，则控制目标闸门的工作状态为关闭状态。
其中，第二距离阈值可以是预先设计好的，也可以视具体情况而定。
在目标船舶通过第一目标闸门或者第二目标闸门后，如果目标船舶与第一目标闸门或者第二目标闸门的目标距离达到第二距离阈值，则控制第一目标闸门或者第二目标闸门的工作状态为关闭状态，防止其他船舶通过目标闸门。例如，假设第二距离阈值为2米，当目标船舶的船尾与第一目标闸门或者第二目标闸门的目标距离达到2米的时候，可以生成关闭信号控制第一目标闸门或者第二目标闸门关闭。
可选的，所述方法还包括记录目标闸门的开启时刻与关闭时刻，以直观地了解目标船舶通过船闸的时间。
可选的，在目标船舶通过第一目标闸门之后，还可以对目标船舶的坐标系进行实时可视化显示，以实现对通过第一目标闸门的目标船舶航线的实时跟踪，防止闸门室内的目标船舶与第二目标闸门相撞，提高船舶调度的精准率与安全性。进一步的，还可以在计算机的显示屏上安装激光雷达界面显示应用程序，以显示激光雷达扫描到的通过第一目标闸门的目标船舶对应的点云图，并且可以显示图像设备拍到的通过第一目标闸门的目标船舶对应的视频或者图像。
在一些实施例中，根据图像数据和/或位置信息，控制目标闸门的工作状态，包括：在目标船舶通过第一目标闸门之前，根据图像数据和/或位置信息，确定目标船舶与第一目标闸门的第一目标距离，若第一目标距离达到第三距离阈值，则控制第一目标闸门的工作状态为开启状态；在目标船舶位于第一目标闸门与第二目标闸门之间时，根据图像数据和/或位置信息，确定目标船舶与第一目标闸门的第二目标距离以及目标船舶与第二目标闸门的第三目标距离，若第二目标距离达到第四距离阈值，则控制第一目标闸门的工作状态为关闭状态，若第三目标距离达到第五距离阈值，则控制第二目标闸门的工作状态为开启状态；在目标船舶通过第二目标闸门之后，根据图像数据和/或位置信息，确定目标船舶与第二目标闸门的第四目标距离，若第四目标距离达到第六距离阈值，则控制第二目标闸门的工作状态为关闭状态。
本实施例提供的技术方案，首先根据船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息，接着将位置信息发送至船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制图像设备抓拍目标船舶，生成图像数据，以及控制三维激光雷达调整位姿以采集目标船舶的三维激光雷达数据，并根据三维激光雷达数据，获取目标船舶的体积信息，然后根据图像数据与体积信息，判断目标船舶是否符合预设装载要求，根据图像数据和/或位置信息，确定目标船舶与目标闸门的目标距离，最后在目标船舶通过目标闸门前，若目标距离达到第一距离阈值，则控制目标闸门的工作状态为开启状态，在目标船舶通过目标闸门后，若目标距离达到第二距离阈值，则控制目标闸门的工作状态为关闭状态，从而能够实现船舶过闸管理。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种船舶过闸管理装置的结构示意图，如图3所示，该装置可以包括：
确定模块310，用于根据所述船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息；
获取模块320，用于将所述位置信息发送至所述船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制所述图像设备抓拍所述目标船舶，生成图像数据，以及控制所述三维激光雷达调整位姿以采集所述目标船舶的三维激光雷达数据，并根据所述三维激光雷达数据，获取所述目标船舶的体积信息；
判断模块330，用于根据所述图像数据与所述体积信息，判断所述目标船舶是否符合预设装载要求；
控制模块340，用于若所述目标船舶符合预设装载要求，则根据所述图像数据和/或所述位置信息，控制目标闸门的工作状态。
本实施例提供的技术方案，首先根据船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息，接着将位置信息发送至船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制图像设备抓拍目标船舶，生成图像数据，以及控制三维激光雷达调整位姿以采集目标船舶的三维激光雷达数据，并根据三维激光雷达数据，获取目标船舶的体积信息，然后根据图像数据与体积信息，判断目标船舶是否符合预设装载要求，最后若目标船舶符合预设装载要求，则根据图像数据和/或位置信息，控制目标闸门的工作状态，从而能够实现船舶过闸管理。
进一步的，上述船舶过闸管理装置，还可以包括：
识别模块，用于根据所述船舶检测数据，识别目标区域内的船舶；
统计模块，用于统计所述船舶的个数。
进一步的，上述识别模块，可以具体用于：基于所述船舶检测数据，根据河道宽度和预设船闸管理范围，确定所述预设区域对应的目标区域；通过与所述检测设备类型对应的预设算法识别所述目标区域内的船舶。
进一步的，所述目标闸门包括第一目标闸门以及与所述第一目标闸门相对设置的第二目标闸门；相应的，上述确定模块310，可以具体用于：根据所述船舶检测数据，获取所述目标区域内的每一个船舶与所述第一目标闸门的距离；将所述目标区域内与所述第一目标闸门距离最小的船舶确定为目标船舶；根据所述目标船舶的船舶检测数据，确定所述目标船舶的位置信息。
进一步的，所述船舶过闸管理系统还包括升降杆和安装在所述升降杆上的云台，所述三维激光雷达安装在所述云台上；相应的，上述获取模块320，可以具体用于：控制所述三维激光雷达根据所述位置信息调整自身的角度，以及控制所述升降杆根据所述位置信息进行升降来调整所述三维激光雷达的高度以采集所述目标船舶的三维激光雷达数据；根据所述三维激光雷达数据，计算所述目标船舶的长宽高信息；根据所述目标船舶的长宽高信息，确定所述目标船舶的体积信息。
进一步的，所述预设装载要求包括预设物品装载要求和预设体积装载要求；相应的，上述判断模块330，可以具体用于：根据所述图像数据和预设物品登记信息，判断所述目标船舶是否符合所述预设物品装载要求；根据所述体积信息和预设体积阈值，判断所述目标船舶是否符合所述预设体积装载要求。
进一步的，上述控制模块340，可以具体用于：根据所述图像数据和/或所述位置信息，确定所述目标船舶与所述目标闸门的目标距离；在所述目标船舶通过所述目标闸门前，若所述目标距离达到第一距离阈值，则控制所述目标闸门的工作状态为开启状态；在所述目标船舶通过所述目标闸门后，若所述目标距离达到第二距离阈值，则控制所述目标闸门的工作状态为关闭状态。
本实施例提供的船舶过闸管理装置可适用于上述任意实施例提供的船舶过闸管理方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种船舶过闸管理系统的结构示意图，如图4所示，该系统包括检测设备410、图像设备420、三维激光雷达430和控制电路440，所述控制电路440，分别与所述检测设备410、所述图像设备420以及所述三维激光雷达430连接。控制电路440中包括处理器4401、与处理器通信连接的存储器4402和通信装置4403；其中，处理器4401的数量至少是一个，即可以是一个或多个，图4中以一个处理器4401为例；控制电路440中的处理器4401、存储器4402和通信装置4403可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器4402作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的船舶过闸管理方法对应的模块(例如，用于船舶过闸管理装置中的确定模块310、获取模块320、判断模块330和控制模块340)。处理器4401通过运行存储在存储器4402中的软件程序、指令以及模块，从而执行系统的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的船舶过闸管理方法。
存储器4402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器4402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器4402可进一步包括相对于处理器4401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
通信装置4403，用于实现服务器之间的网络连接或者移动数据连接。
本实施例提供的一种系统可用于执行上述任意实施例提供的船舶过闸管理方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例五
本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现本发明任意实施例中的船舶过闸管理方法，该方法具体包括：
根据所述船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息；
将所述位置信息发送至所述船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制所述图像设备抓拍所述目标船舶，生成图像数据，以及控制所述三维激光雷达调整位姿以采集所述目标船舶的三维激光雷达数据，并根据所述三维激光雷达数据，获取所述目标船舶的体积信息；
根据所述图像数据与所述体积信息，判断所述目标船舶是否符合预设装载要求；
若符合，则根据所述图像数据和/或所述位置信息，控制目标闸门的工作状态。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的船舶过闸管理方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述船舶过闸管理装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶过闸管理方法，其特征在于，应用于船舶过闸管理系统，所述方法包括：
根据所述船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息；
将所述位置信息发送至所述船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制所述图像设备抓拍所述目标船舶，生成图像数据，以及控制所述三维激光雷达调整位姿以采集所述目标船舶的三维激光雷达数据，并根据所述三维激光雷达数据，获取所述目标船舶的体积信息；
根据所述图像数据与所述体积信息，判断所述目标船舶是否符合预设装载要求；
若符合，则根据所述图像数据和/或所述位置信息，控制目标闸门的工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述船舶检测数据，识别目标区域内的船舶；
统计所述船舶的个数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述船舶检测数据，识别目标区域内的船舶，包括：
基于所述船舶检测数据，根据河道宽度和预设船闸管理范围，确定所述预设区域对应的目标区域；
通过与所述检测设备类型对应的预设算法识别所述目标区域内的船舶。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标闸门包括第一目标闸门以及与所述第一目标闸门相对设置的第二目标闸门；
相应的，所述确定目标船舶的位置信息，包括：
根据所述船舶检测数据，获取所述目标区域内的每一个船舶与所述第一目标闸门的距离；
将所述目标区域内与所述第一目标闸门距离最小的船舶确定为目标船舶；
根据所述目标船舶的船舶检测数据，确定所述目标船舶的位置信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述船舶过闸管理系统还包括升降杆和安装在所述升降杆上的云台，所述三维激光雷达安装在所述云台上；
相应的，所述控制所述三维激光雷达调整位姿以采集所述目标船舶的三维激光雷达数据，并根据所述三维激光雷达数据，获取所述目标船舶的体积信息，包括：
控制所述三维激光雷达根据所述位置信息调整自身的角度，以及控制所述升降杆根据所述位置信息进行升降来调整所述三维激光雷达的高度以采集所述目标船舶的三维激光雷达数据；
根据所述三维激光雷达数据，计算所述目标船舶的长宽高信息；
根据所述目标船舶的长宽高信息，确定所述目标船舶的体积信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设装载要求包括预设物品装载要求和预设体积装载要求；
相应的，所述根据所述图像数据与所述体积信息，判断所述目标船舶是否符合预设装载要求，包括：
根据所述图像数据和预设物品登记信息，判断所述目标船舶是否符合所述预设物品装载要求；
根据所述体积信息和预设体积阈值，判断所述目标船舶是否符合所述预设体积装载要求。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像数据和/或所述位置信息，控制目标闸门的工作状态，包括：
根据所述图像数据和/或所述位置信息，确定所述目标船舶与所述目标闸门的目标距离；
在所述目标船舶通过所述目标闸门前，若所述目标距离达到第一距离阈值，则控制所述目标闸门的工作状态为开启状态；
在所述目标船舶通过所述目标闸门后，若所述目标距离达到第二距离阈值，则控制所述目标闸门的工作状态为关闭状态。
8.一种船舶过闸管理装置，其特征在于，集成于船舶过闸管理系统，所述装置包括：
确定模块，用于根据所述船舶过闸管理系统中的检测设备采集预设区域的船舶检测数据，确定目标船舶的位置信息；
获取模块，用于将所述位置信息发送至所述船舶过闸管理系统中的图像设备和三维激光雷达，以控制所述图像设备抓拍所述目标船舶，生成图像数据，以及控制所述三维激光雷达调整位姿以采集所述目标船舶的三维激光雷达数据，并根据所述三维激光雷达数据，获取所述目标船舶的体积信息；
判断模块，用于根据所述图像数据与所述体积信息，判断所述目标船舶是否符合预设装载要求；
控制模块，用于若所述目标船舶符合预设装载要求，则根据所述图像数据和/或所述位置信息，控制目标闸门的工作状态。
9.一种船舶过闸管理系统，其特征在于，包括：
检测设备，用于采集预设区域的船舶检测数据；
图像设备，用于抓拍目标船舶，并生成图像数据；
三维激光雷达，用于采集所述目标船舶的三维激光雷达数据；
控制电路，分别与所述检测设备、所述图像设备以及所述三维激光雷达连接，所述控制电路包括：至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7任一项所述的船舶过闸管理方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的船舶过闸管理方法。
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