CN112820149A - 三用工作船智能辅助靠泊系统 - Google Patents

三用工作船智能辅助靠泊系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供三用工作船智能辅助靠泊系统，涉及船舶导航技术领域。该三用工作船智能辅助靠泊系统，包括指挥基地和三用工作船，所述指挥基地和三用工作船均包含有数据采集模块、参数预处理模块和无线连接模块，所述三用工作船还包含有驱逐模块、数据分析处理模块、报警模块和显示终端。通过在三用工作船上设置数据采集模块可以对指挥基地附近水上和水下的环境进行图像数据信息采集，并通过在指挥基地上设置数据采集模块，同时对靠泊时三用工作船附近的水上和水下的环境进行图像数据信息采集，然后实时生成指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，使船长可以在靠泊时清楚的了解水上和水下的复杂环境，值得大力推广。

Description

三用工作船智能辅助靠泊系统
技术领域
本发明涉及船舶导航技术领域，具体为三用工作船智能辅助靠泊系统。
背景技术
三用工作船是为海上石油工程提供多种特点作业服务的深水作业三用型守护船，航行于无限航区/近海航区，船舶能低速巡航于海上石油平台附近，随时随地听候海上石油平台的召唤，能为海上石油平台提供多种物资和材料，能进行抛起锚作业及进行平台和大型船驳的拖运作业，并具有一级对外消防灭火作业能力、海面消除油污作业能力、营救作业能力，能搭载获救人员，以及对储油轮及到达的提油轮进行拖带和捞取油管作业，协助其进行提油。
当三用工作船靠泊在港口码头或海上钻井平台的指定位置时，由于海面上以及海面下的环境复杂，船长操作位置有盲区，无法看清所有位置，而现有技术手段存在不足，需要现场人力进行观测距离，存在一定误差，并且长时间靠泊操作，需要船长保持精力充沛、精神集中，工作压力大，易麻痹大意和疏忽，进而导致严重的碰撞事故。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了三用工作船智能辅助靠泊系统，解决了三用工作船靠泊时因为无法清楚的了解海面上和海面下的复杂环境极易导致事故发生的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：三用工作船智能辅助靠泊系统，包括指挥基地和三用工作船，所述指挥基地和三用工作船均包含有数据采集模块、参数预处理模块和无线连接模块，所述三用工作船还包含有驱逐模块、数据分析处理模块、报警模块和显示终端，所述数据采集模块包含有激光雷达、声纳、红外热成像仪、激光测距传感器、高清摄像头、探照灯和紫外成像仪，所述报警模块包含有蜂鸣器和警示灯，所述驱逐模块包含有脉冲电流发生器和水下闪光灯；
所述数据采集模块用于采集指挥基地和三用工作船的水上和水下的各种图像数据信息，其中的激光雷达用于采集指挥基地和三用工作船水上部分的三维图像信息，其中的声纳用于采集指挥基地和三用工作船水下部分的三维图像信息，其中的高清摄像头用于拍摄指挥基地和三用工作船水上和水下的图像画面，其中的探照灯用于水上和水下的照明，可以使高清摄像头的拍摄画面更清晰，其中的红外热成像仪用于采集指挥基地和三用工作船水上和水下的红外热成像图，其中的紫外成像仪用于采集指挥基地和三用工作船水上和水下的紫外成像图，其中的激光测距传感器用于测量指挥基地和三用工作船之间水上和水下的距离；
所述参数预处理模块用于对采集到的指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息进行参数预处理，便于信号传输；
所述无线连接模块用于传输和接收指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息参数；
所述数据分析处理模块用于对数据采集模块采集到的指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息参数进行分析、处理和融合，生成指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像；
所述驱逐模块用于驱逐海中的鱼类或鸟类，其中的脉冲电流发生器可以产生强电流，其中的水下闪光灯可以产生炫光；
所述报警模块用于在三用工作船与指挥基地之间的距离超出规定阀值时产生报警信息，其中的蜂鸣器用于发出声音报警信息，其中的警示灯用于发出闪光报警信息；
所述显示终端用于将数据分析处理模块生成的指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像显示出来，便于查看。
优选的，所述指挥基地可以是海上钻井平台或港口码头。
优选的，所述无线连接模块之间可以通过蓝牙、CAN控制器局域网或4G/5G无线网络进行无线连接。
优选的，所述激光雷达安装在指挥基地和三用工作船水面以上的位置，所述声纳安装在指挥基地和三用工作船水面以下的位置，所述高清摄像头、探照灯、红外热成像仪、紫外成像仪和激光测距传感器均有两组，其中一组安装在指挥基地和三用工作船水面以上的位置，另一组安装在指挥基地和三用工作船水面以下的位置。
优选的，所述报警模块安装在指挥基地和三用工作船水面以上的位置，所述驱逐模块装在指挥基地和三用工作船水面以下的位置。
优选的，其系统的运行包括以下步骤：
S1.在三用工作船准备靠泊时，通过三用工作船上的数据采集模块可以采集到指挥基地水上和水下的各种图像数据信息，同时通过指挥基地上的数据采集模块可以采集到三用工作船水上和水下的各种图像数据信息；
S2.然后经过参数预处理模块对各种图像数据信息进行参数预处理，三用工作船上获取的各种图像数据信息参数直接传输给数据分析处理模块，同时指挥基地上获取的各种图像数据信息参数通过无线连接模块传输给数据分析处理模块；
S3.然后通过数据分析处理模块对采集到的指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息参数进行分析、处理和融合，生成指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，并在显示终端上显示出来；
S4.重复以上S1到S3的步骤，可以实时获取并产生指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，从而可以辅助三用工作船的靠泊操作。
(三)有益效果
本发明提供了三用工作船智能辅助靠泊系统。具备以下有益效果：
本发明通过在三用工作船上设置数据采集模块，可以在靠泊时，对指挥基地附近水上和水下的环境进行图像数据信息采集，并通过在指挥基地上设置数据采集模块，同时对靠泊时三用工作船附近的水上和水下的环境进行图像数据信息采集，然后再通过参数预处理模块和数据分析处理模块对采集的图像数据进行分析、整理和融合，从而可以实时生成指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，辅助三用工作船的靠泊操作，使船长可以在靠泊时清楚的了解水上和水下的复杂环境，同时也能更清楚的查看到三用工作船与指挥基地之间的相对位置，不会存在视线盲区，探测的数据也更准确，值得大力推广。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的数据采集模块结构框图；
图3为本发明的报警模块结构框图；
图4为本发明的驱逐模块结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1-4所示，本发明实施例提供三用工作船智能辅助靠泊系统，包括指挥基地和三用工作船，指挥基地和三用工作船均包含有数据采集模块、参数预处理模块和无线连接模块，三用工作船还包含有驱逐模块、数据分析处理模块、报警模块和显示终端，数据采集模块包含有激光雷达、声纳、红外热成像仪、激光测距传感器、高清摄像头、探照灯和紫外成像仪，报警模块包含有蜂鸣器和警示灯，驱逐模块包含有脉冲电流发生器和水下闪光灯，通过在三用工作船上设置数据采集模块，可以在靠泊时，对指挥基地附近水上和水下的环境进行图像数据信息采集，并通过在指挥基地上设置数据采集模块，同时对靠泊时三用工作船附近的水上和水下的环境进行图像数据信息采集，然后再通过参数预处理模块和数据分析处理模块对采集的图像数据进行分析、整理和融合，从而可以实时生成指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，辅助三用工作船的靠泊操作，使船长可以在靠泊时清楚的了解水上和水下的复杂环境，不会存在视线盲区，探测的数据也更准确；
数据采集模块用于采集指挥基地和三用工作船的水上和水下的各种图像数据信息，其中的激光雷达用于采集指挥基地和三用工作船水上部分的三维图像信息，其中的声纳用于采集指挥基地和三用工作船水下部分的三维图像信息，并且声纳在使用时产生的声波可以对海中的鱼类和鸟类造成影响，起到一定的驱逐作用，其中的高清摄像头用于拍摄指挥基地和三用工作船水上和水下的图像画面，其中的探照灯用于水上和水下的照明，可以使高清摄像头的拍摄画面更清晰，其中的红外热成像仪用于采集指挥基地和三用工作船水上和水下的红外热成像图，其中的紫外成像仪用于采集指挥基地和三用工作船水上和水下的紫外成像图，通过红外热成像仪和紫外成像仪可以更有效的探测到肉眼看不到的复杂环境，从而使最终生成的立体三维图像更准确，其中的激光测距传感器用于测量指挥基地和三用工作船之间水上和水下的距离；
参数预处理模块用于对采集到的指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息进行参数预处理，便于信号传输；
无线连接模块用于传输和接收指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息参数；
数据分析处理模块用于对数据采集模块采集到的指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息参数进行分析、处理和融合，生成指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，通过生成的立体三维图像，可以使船长在靠泊时，能够更清楚的了解到附近海面水上和水下的复杂环境，同时也能更清楚的查看到三用工作船与指挥基地之间的相对位置，辅助靠泊作业，防止碰撞事故的发生；
驱逐模块用于驱逐海中的鱼类或鸟类，其中的脉冲电流发生器可以产生强电流，其中的水下闪光灯可以产生炫光，通过脉冲电流发生器和水下闪光灯的驱逐作用，可以在靠泊时对鱼类或鸟类进行驱逐，防止其影响探测效果，保证探测数据的准确性；
报警模块用于在三用工作船与指挥基地之间的距离超出规定阀值时产生报警信息，其中的蜂鸣器用于发出声音报警信息，其中的警示灯用于发出闪光报警信息，通过报警模块可以有效提醒船长及相关工作人员；
显示终端用于将数据分析处理模块生成的指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像显示出来，便于查看。
指挥基地可以是海上钻井平台或港口码头。
无线连接模块之间可以通过蓝牙、CAN控制器局域网或4G/5G无线网络进行无线连接。
激光雷达安装在指挥基地和三用工作船水面以上的位置，声纳安装在指挥基地和三用工作船水面以下的位置，高清摄像头、探照灯、红外热成像仪、紫外成像仪和激光测距传感器均有两组，其中一组安装在指挥基地和三用工作船水面以上的位置，另一组安装在指挥基地和三用工作船水面以下的位置。
报警模块安装在指挥基地和三用工作船水面以上的位置，驱逐模块装在指挥基地和三用工作船水面以下的位置。
实施例二：
如图1-4所示，本发明实施例提供三用工作船智能辅助靠泊系统，其系统的运行包括以下步骤：
S1.在三用工作船准备靠泊时，通过三用工作船上的数据采集模块可以采集到指挥基地水上和水下的各种图像数据信息，同时通过指挥基地上的数据采集模块可以采集到三用工作船水上和水下的各种图像数据信息；
S2.然后经过参数预处理模块对各种图像数据信息进行参数预处理，三用工作船上获取的各种图像数据信息参数直接传输给数据分析处理模块，同时指挥基地上获取的各种图像数据信息参数通过无线连接模块传输给数据分析处理模块；
S3.然后通过数据分析处理模块对采集到的指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息参数进行分析、处理和融合，生成指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，并在显示终端上显示出来；
S4.重复以上S1到S3的步骤，可以实时获取并产生指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，从而可以辅助三用工作船的靠泊操作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.三用工作船智能辅助靠泊系统，其特征在于：包括指挥基地和三用工作船，所述指挥基地和三用工作船均包含有数据采集模块、参数预处理模块和无线连接模块，所述三用工作船还包含有驱逐模块、数据分析处理模块、报警模块和显示终端，所述数据采集模块包含有激光雷达、声纳、红外热成像仪、激光测距传感器、高清摄像头、探照灯和紫外成像仪，所述报警模块包含有蜂鸣器和警示灯，所述驱逐模块包含有脉冲电流发生器和水下闪光灯；
所述数据采集模块用于采集指挥基地和三用工作船的水上和水下的各种图像数据信息，其中的激光雷达用于采集指挥基地和三用工作船水上部分的三维图像信息，其中的声纳用于采集指挥基地和三用工作船水下部分的三维图像信息，其中的高清摄像头用于拍摄指挥基地和三用工作船水上和水下的图像画面，其中的探照灯用于水上和水下的照明，可以使高清摄像头的拍摄画面更清晰，其中的红外热成像仪用于采集指挥基地和三用工作船水上和水下的红外热成像图，其中的紫外成像仪用于采集指挥基地和三用工作船水上和水下的紫外成像图，其中的激光测距传感器用于测量指挥基地和三用工作船之间水上和水下的距离；
所述参数预处理模块用于对采集到的指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息进行参数预处理，便于信号传输；
所述无线连接模块用于传输和接收指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息参数；
所述数据分析处理模块用于对数据采集模块采集到的指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息参数进行分析、处理和融合，生成指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像；
所述驱逐模块用于驱逐海中的鱼类或鸟类，其中的脉冲电流发生器可以产生强电流，其中的水下闪光灯可以产生炫光；
所述报警模块用于在三用工作船与指挥基地之间的距离超出规定阀值时产生报警信息，其中的蜂鸣器用于发出声音报警信息，其中的警示灯用于发出闪光报警信息；
所述显示终端用于将数据分析处理模块生成的指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像显示出来，便于查看。
2.根据权利要求1所述的三用工作船智能辅助靠泊系统，其特征在于：所述指挥基地可以是海上钻井平台或港口码头。
3.根据权利要求1所述的三用工作船智能辅助靠泊系统，其特征在于：所述无线连接模块之间可以通过蓝牙、CAN控制器局域网或4G/5G无线网络进行无线连接。
4.根据权利要求1所述的三用工作船智能辅助靠泊系统，其特征在于：所述激光雷达安装在指挥基地和三用工作船水面以上的位置，所述声纳安装在指挥基地和三用工作船水面以下的位置，所述高清摄像头、探照灯、红外热成像仪、紫外成像仪和激光测距传感器均有两组，其中一组安装在指挥基地和三用工作船水面以上的位置，另一组安装在指挥基地和三用工作船水面以下的位置。
5.根据权利要求1所述的三用工作船智能辅助靠泊系统，其特征在于：所述报警模块安装在指挥基地和三用工作船水面以上的位置，所述驱逐模块装在指挥基地和三用工作船水面以下的位置。
6.根据权利要求1所述的三用工作船智能辅助靠泊系统，其特征在于：其系统的运行包括以下步骤：
S1.在三用工作船准备靠泊时，通过三用工作船上的数据采集模块可以采集到指挥基地水上和水下的各种图像数据信息，同时通过指挥基地上的数据采集模块可以采集到三用工作船水上和水下的各种图像数据信息；
S2.然后经过参数预处理模块对各种图像数据信息进行参数预处理，三用工作船上获取的各种图像数据信息参数直接传输给数据分析处理模块，同时指挥基地上获取的各种图像数据信息参数通过无线连接模块传输给数据分析处理模块；
S3.然后通过数据分析处理模块对采集到的指挥基地和三用工作船的各种图像数据信息参数进行分析、处理和融合，生成指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，并在显示终端上显示出来；
S4.重复以上S1到S3的步骤，可以实时获取并产生指挥基地和三用工作船之间的立体三维图像，从而可以辅助三用工作船的靠泊操作。
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