CN113438454A - 海上风电场船舶视频监测方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海上风电场船舶视频监测方法、系统、设备及介质，其技术方案要点是：包括：预先对预设区域进行划分，得到风电安全区域和风电预警区域；获取预设区域内的图像数据；根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息；根据各个船舶的船舶信息生成各个船舶对应的船舶模型；关联显示所述船舶信息和船舶模型；根据所述船舶信息对该船舶进行判断，若该船舶存在进入风电预警区域的风险，则向该船舶发出告警，并凸显该船舶的船舶模型；本申请具有方便对进入海上风电场的船舶监测并告警的优点。
Description
技术领域
本发明涉及智能监测技术领域，更具体地说，它涉及海上风电场船舶视频监测方法、系统、设备及介质。
背景技术
海上风电场一般分布在近海区域，经过海上风电场区域的渔船以及施工运维船较多。过往的船舶较容易与海缆、风机基础、海上升压站等设施发生碰撞；尤其容易与海缆发生碰撞，据统计存在40％以上的海缆故障都是由船舶抛锚割缆造成的。因而对海上风电场出现的船舶和人员等目标进行视频跟踪等监测工作对维护相应海域中的设施安全，以及相关工作人员的人身安全具有重要意义。传统方案是在海上升压站和陆上集控中心这些需要进行视频监测的区域设置摄像头，以获得相应区域的视频图像，实现相应监测。然而摄像头的拍摄范围有限，难以获取特定监测目标在海上风电场的全部动态，容易影响针对特定监测目标的监测效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供海上风电场船舶视频监测方法、系统、设备及介质，具有方便对进入海上风电场的船舶监测并告警的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：海上风电场船舶视频监测方法，包括：
预先对预设区域进行划分，得到风电安全区域和风电预警区域；
获取预设区域内的图像数据；
根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息；
根据各个船舶的船舶信息生成各个船舶对应的船舶模型；
关联显示所述船舶信息和船舶模型；
根据所述船舶信息对该船舶进行判断，若该船舶存在进入风电预警区域的风险，则向该船舶发出告警，并凸显该船舶的船舶模型。
可选的，所述船舶信息包括：船名信息、船型信息、船舶载货信息、载货轻重信息、船速信息和/或航向信息。
可选的，所述获取预设区域内的图像数据，包括：
获取预设区域的实时图像信息；
对所述实时图像信息进行图像识别，识别出船舶；
对所述船舶的船头、船尾和整体分别进行拍摄，得到船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息；
根据所述船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息得到预设区域内的图像数据。
可选的，根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息，包括：
根据所述船舶的船头图像信息和船舶的船尾图像信息对所述船舶的船头和船尾进行文字识别得到所述船舶的图像船名信息；
根据所述船舶的整体图像信息对船舶的外形进行识别，得到船型信息；
根据所述船舶的整体图像信息对船舶中部的载重线进行识别得到所述载货轻重信息；
根据所述船舶的整体图像信息对运载的货物进行识别，得到所述船舶载货信息；
根据所述实时图像信息对所述船舶预设时间内移动的距离进行分析，得到船速信息；
根据船舶的整体图像信息对船舶的航向进行识别，得到航向信息。
可选的，所述根据所述船舶信息对该船舶进行判断，包括：
根据所述船速信息和航向信息得到该船舶的预计航迹线；
根据该船舶的预计航迹线与风电预警区域进行比对，若该船舶的预计航迹线进入了风电预警区域，则判定该船舶存在进入风电预警区域的风险。
可选的，所述向该船舶发出告警，包括：
通过AIS系统向该船舶发送AIS预警信息；
通过VHF通讯模块向该船舶发送驱赶喊话信息；
通过声光广播模块向预警区域内发出预警广播和/或强光警告；
通过通信网络向远程相关人员发出预警处理信息。
可选的，还包括：
将所有存在进入风电预警区域的风险的船舶记录到服务器内。
海上风电场船舶视频监测系统，包括：区域划分模块，用于预先对预设区域进行划分，得到风电安全区域和风电预警区域；
图像获取模块，用于获取预设区域内的图像数据；
信息识别模块，用于根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息；
模型映射模块，用于根据各个船舶的船舶信息生成各个船舶对应的船舶模型；
模型显示模块，用于关联显示所述船舶信息和船舶模型；
风险告警模块，用于根据所述船舶信息对该船舶进行判断，若该船舶存在进入风电预警区域的风险，则向该船舶发出告警，并凸显该船舶的船舶模型。
一种计算机设备,包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
综上所述，本发明具有以下有益效果：根据海上风电区域的坐标，可以划定核心风电桩区域、风电安全区域、风电预警区域，预警区域包括核心风电桩区域和风电预警区域，对海上风电场区域进行实时的视频检查，得到预设区域内的图像数据，对图像数据中的所有船舶进行识别，并对应生成各个船舶模型，并在海图上关联显示，随后根据船舶信息对船舶是否存在进入风电预警区域的风险，若存在则向该船舶发出告警，并在海图上凸显。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明组装时的结构框图；
图3为本发明实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了海上风电场船舶视频监测方法,如图1所示，包括：
步骤100、预先对预设区域进行划分，得到风电安全区域和风电预警区域；
步骤200、获取预设区域内的图像数据；
步骤300、根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息；
步骤400、根据各个船舶的船舶信息生成各个船舶对应的船舶模型；
步骤500、关联显示所述船舶信息和船舶模型；
步骤600、根据所述船舶信息对该船舶进行判断，若该船舶存在进入风电预警区域的风险，则向该船舶发出告警，并凸显该船舶的船舶模型。
在实际应用中，根据海上风电区域的坐标，可以划定核心风电桩区域、风电安全区域、风电预警区域，预警区域包括核心风电桩区域和风电预警区域，对海上风电场区域进行实时的视频检查，得到预设区域内的图像数据，对图像数据中的所有船舶进行识别，并对应生成各个船舶模型，并在海图上关联显示，随后根据船舶信息对船舶是否存在进入风电预警区域的风险，若存在则向该船舶发出告警，并在海图上凸显。其中，所述船舶信息包括：船名信息、船型信息、船舶载货信息、载货轻重信息、船速信息和航向信息。本发明同样适用于海上牧场，养殖场，水上活动等水域管理应用。
本实施例中的船舶模型可以是根据船舶的船型和船舶尺寸从数据库内提取对于的模型，也可以船舶图形或附带有船名等船舶信息的点进行标记，从而实现对船舶的监测。
可选的，所述获取预设区域内的图像数据，包括：
获取预设区域的实时图像信息；
对所述实时图像信息进行图像识别，识别出船舶；
对所述船舶的船头、船尾和整体分别进行拍摄，得到船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息；
根据所述船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息得到预设区域内的图像数据。
在实际应用中，采集图像时，由于需要24小时开机对风电场区域进行监测，若对图像进行实时存储，则容易导致存储空间不足且在证书链回放时，难以快速找到对应的船舶，故将球机设置为先对风电场区域处进行实时监控，若卡口处经过船舶，对船舶成功识别后，分别对船舶的船头位置、船尾位置以及船舶的整体进行图像拍摄，即可获取船舶的图像数据。
可选地，根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息，包括：
根据所述船舶的船头图像信息和船舶的船尾图像信息对所述船舶的船头和船尾进行文字识别得到所述船舶的图像船名信息；
根据所述船舶的整体图像信息对船舶的外形进行识别，得到船型信息；
根据所述船舶的整体图像信息对船舶中部的载重线进行识别得到所述载货轻重信息；
根据所述船舶的整体图像信息对运载的货物进行识别，得到所述船舶载货信息；
根据所述实时图像信息对所述船舶预设时间内移动的距离进行分析，得到船速信息；
根据船舶的整体图像信息对船舶的航向进行识别，得到航向信息。
在实际应用中，船头处一般印刷有船牌，船尾处具有驾驶室，驾驶室处悬挂有船牌，通过深度学习的技术手段将这两类船牌检测出来，即得到船舶的图像船名信息；通过对船舶的整体图像信息进行识别能够得到船型信息；通过船舶的整体图像信息中可对船舶中部的载重线进行识别，通过载重线与水面的距离可以得到载货轻重信息；船舶的整体图像信息可对船舶的形状以及运载的货物进行识别，得到船舶载货信息；通过实时图像信息在预设时间内船舶移动过的距离进行换算，能够得到船速信息；并可对船舶的航行进行识别得到航向信息。
进一步地，所述根据所述船舶信息对该船舶进行判断，包括：
根据所述船速信息和航向信息得到该船舶的预计航迹线；
根据该船舶的预计航迹线与风电预警区域进行比对，若该船舶的预计航迹线进入了风电预警区域，则判定该船舶存在进入风电预警区域的风险。
在实际应用中，通过船速信息和航向信息对船舶的航迹线进行模拟，得到一定时间内的船舶的预计航迹线，若船舶的航迹线在预设时间内存在进入预警区域内的情况，则对该船舶进行预警。
进一步地，所述向该船舶发出告警，包括：
通过AIS系统向该船舶发送AIS预警信息；
通过VHF通讯模块向该船舶发送驱赶喊话信息；
通过声光广播模块向预警区域内发出预警广播和/或强光警告；
通过通信网络向远程相关人员发出预警处理信息。
在实际应用中，当有船只进入风场区域，AIS系统将自动报警，并将该船只的信息在调度界面显示，值班人员在调度客户端上通过VHF通讯频道对该船只进行喊话驱赶或采用强光警告，当有船舶进入风场禁区时会自动发出预警广播。其中，调度指挥信号可以是系统设定或人工操作。在实际应用中，向船舶发出告警时，可采用上述告警方法的一种或多种。
进一步地，还包括：
将所有存在进入风电预警区域的风险的船舶记录到服务器内。
在实际应用中，将所有记录存储到服务器内，能够记录过往通航船舶偏航轨迹、过往通航船舶的船舶数量、通航净空高度、通航预警信息等。
如图2所示，本发明还提供了海上风电场船舶视频监测系统，包括：
区域划分模块10，用于预先对预设区域进行划分，得到风电安全区域和风电预警区域；
图像获取模块20，用于获取预设区域内的图像数据；
信息识别模块30，用于根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息；
模型映射模块40，用于根据各个船舶的船舶信息生成各个船舶对应的船舶模型；
模型显示模块50，用于关联显示所述船舶信息和船舶模型；
风险告警模块60，用于根据所述船舶信息对该船舶进行判断，若该船舶存在进入风电预警区域的风险，则向该船舶发出告警，并凸显该船舶的船舶模型。
进一步地，所述图像获取模块包括：
图像获取单元，用于获取预设区域的实时图像信息；
船舶识别单元，用于对所述实时图像信息进行图像识别，识别出船舶；
船舶拍摄单元，用于对所述船舶的船头、船尾和整体分别进行拍摄，得到船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息；
信息整合单元，用于根据所述船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息得到预设区域内的图像数据。
进一步地，根据所述信息识别模块包括：
船名分析单元，用于根据所述船舶的船头图像信息和船舶的船尾图像信息对所述船舶的船头和船尾进行文字识别得到所述船舶的图像船名信息；
船型分析单元，用于根据所述船舶的整体图像信息对船舶的外形进行识别，得到船型信息；
载重分析单元，用于根据所述船舶的整体图像信息对船舶中部的载重线进行识别得到所述载货轻重信息；
载货分析单元，用于根据所述船舶的整体图像信息对运载的货物进行识别，得到所述船舶载货信息；
船速分析单元，用于根据所述实时图像信息对所述船舶预设时间内移动的距离进行分析，得到船速信息；
航行分析单元，用于根据船舶的整体图像信息对船舶的航向进行识别，得到航向信息。
进一步地，所述风险告警模块包括：
航迹线预计单元，用于根据所述船速信息和航向信息得到该船舶的预计航迹线；
航迹线比对单元，用于根据该船舶的预计航迹线与风电预警区域进行比对，若该船舶的预计航迹线进入了风电预警区域，则判定该船舶存在进入风电预警区域的风险。
进一步地，所述风险告警模块还包括：
AIS预警单元，用于通过AIS系统向该船舶发送AIS预警信息；
VHF喊话单元，用于通过VHF通讯模块向该船舶发送驱赶喊话信息；
声光警告单元，用于通过声光广播模块向预警区域内发出预警广播和/或强光警告；
网络通信单元，用于通过通信网络向远程相关人员发出预警处理信息。
关于海上风电场船舶视频监测系统的具体限定可以参见上文中对于海上风电场船舶视频监测方法的限定，在此不再赘述。上述海上风电场船舶视频监测系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机程序被处理器执行时以实现海上风电场船舶视频监测方法。
本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：预先对预设区域进行划分，得到风电安全区域和风电预警区域；获取预设区域内的图像数据；根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息；根据各个船舶的船舶信息生成各个船舶对应的船舶模型；关联显示所述船舶信息和船舶模型；根据所述船舶信息对该船舶进行判断，若该船舶存在进入风电预警区域的风险，则向该船舶发出告警，并凸显该船舶的船舶模型。
在一个实施例中，所述船舶信息包括：船名信息、船型信息、船舶载货信息、载货轻重信息、船速信息和航向信息。
在一个实施例中，所述获取预设区域内的图像数据，包括：获取预设区域的实时图像信息；对所述实时图像信息进行图像识别，识别出船舶；对所述船舶的船头、船尾和整体分别进行拍摄，得到船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息；根据所述船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息得到预设区域内的图像数据。
在一个实施例中，根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息，包括：根据所述船舶的船头图像信息和船舶的船尾图像信息对所述船舶的船头和船尾进行文字识别得到所述船舶的图像船名信息；根据所述船舶的整体图像信息对船舶的外形进行识别，得到船型信息；根据所述船舶的整体图像信息对船舶中部的载重线进行识别得到所述载货轻重信息；根据所述船舶的整体图像信息对运载的货物进行识别，得到所述船舶载货信息；根据所述实时图像信息对所述船舶预设时间内移动的距离进行分析，得到船速信息；根据船舶的整体图像信息对船舶的航向进行识别，得到航向信息。
在一个实施例中，所述根据所述船舶信息对该船舶进行判断，包括：根据所述船速信息和航向信息得到该船舶的预计航迹线；根据该船舶的预计航迹线与风电预警区域进行比对，若该船舶的预计航迹线进入了风电预警区域，则判定该船舶存在进入风电预警区域的风险。
在一个实施例中，所述向该船舶发出告警，包括：通过AIS系统向该船舶发送AIS预警信息；通过VHF通讯模块向该船舶发送驱赶喊话信息；通过声光广播模块向预警区域内发出预警广播和/或强光警告；通过通信网络向远程相关人员发出预警处理信息。
在一个实施例中，将所有存在进入风电预警区域的风险的船舶记录到服务器内。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.海上风电场船舶视频监测方法，其特征在于，包括：
预先对预设区域进行划分，得到风电安全区域和风电预警区域；
获取预设区域内的图像数据；
根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息；
根据各个船舶的船舶信息生成各个船舶对应的船舶模型；
关联显示所述船舶信息和船舶模型；
根据所述船舶信息对该船舶进行判断，若该船舶存在进入风电预警区域的风险，则向该船舶发出告警，并凸显该船舶的船舶模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述船舶信息包括：船名信息、船型信息、船舶载货信息、载货轻重信息、船速信息和/或航向信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取预设区域内的图像数据，包括：
获取预设区域的实时图像信息；
对所述实时图像信息进行图像识别，识别出船舶；
对所述船舶的船头、船尾和整体分别进行拍摄，得到船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息；
根据所述船舶的船头图像信息、船舶的船尾图像信息和船舶的整体图像信息得到预设区域内的图像数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息，包括：
根据所述船舶的船头图像信息和船舶的船尾图像信息对所述船舶的船头和船尾进行文字识别得到所述船舶的图像船名信息；
根据所述船舶的整体图像信息对船舶的外形进行识别，得到船型信息；
根据所述船舶的整体图像信息对船舶中部的载重线进行识别得到所述载货轻重信息；
根据所述船舶的整体图像信息对运载的货物进行识别，得到所述船舶载货信息；
根据所述实时图像信息对所述船舶预设时间内移动的距离进行分析，得到船速信息；
根据船舶的整体图像信息对船舶的航向进行识别，得到航向信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述船舶信息对该船舶进行判断，包括：
根据所述船速信息和航向信息得到该船舶的预计航迹线；
根据该船舶的预计航迹线与风电预警区域进行比对，若该船舶的预计航迹线进入了风电预警区域，则判定该船舶存在进入风电预警区域的风险。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述向该船舶发出告警，包括：
通过AIS系统向该船舶发送AIS预警信息；
通过VHF通讯模块向该船舶发送驱赶喊话信息；
通过声光广播模块向预警区域内发出预警广播和/或强光警告；
通过通信网络向远程相关人员发出预警处理信息。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将所有存在进入风电预警区域的风险的船舶记录到服务器内。
8.海上风电场船舶视频监测系统，其特征在于，包括：
区域划分模块，用于预先对预设区域进行划分，得到风电安全区域和风电预警区域；
图像获取模块，用于获取预设区域内的图像数据；
信息识别模块，用于根据所述图像数据对预设区域内的所有船舶进行识别，得到各个船舶的船舶信息；
模型映射模块，用于根据各个船舶的船舶信息生成各个船舶对应的船舶模型；
模型显示模块，用于关联显示所述船舶信息和船舶模型；
风险告警模块，用于根据所述船舶信息对该船舶进行判断，若该船舶存在进入风电预警区域的风险，则向该船舶发出告警，并凸显该船舶的船舶模型。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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