CN114228937A - 一种基于波浪滑翔器的船只识别系统 - Google Patents

一种基于波浪滑翔器的船只识别系统 Download PDF

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桑宏强
周莹
于佩元
李�灿
王雷
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Tianjin Polytechnic University
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Abstract

本发明公开一种基于波浪滑翔器的船只识别系统，涉及船只识别技术领域，可以包括信息采集模块，所述信息采集模块能够设置于波浪滑翔器本体上，所述信息采集模块包括视觉识别模块和AIS模块，所述AIS模块能够获取过往船只信息，所述视觉识别模块能够采集过往船只的图像；所述信息采集模块连接有信息处理模块，所述信息采集模块能够将采集到的数据输送至所述信息处理模块；所述波浪滑翔器本体还设置有随动模块，所述随动模块与所述信息处理模块连接，所述随动模块能够带动所述波浪滑翔器本体运动。本发明能够实时监控波浪滑翔器本体周围情况，并能够对过往船只进行跟踪监控。

Description

一种基于波浪滑翔器的船只识别系统
技术领域
本发明涉及船只识别技术领域，特别是涉及一种基于波浪滑翔器的船只识别系统。
背景技术
波浪滑翔器是一种利用波浪能提供动力，利用太阳能提供各传感器所需电能的新型海洋移动观测平台。
波浪滑翔器的工作场所是在海上，通常是处于无人工看管的状态。目前海上移动观测平台获取到的各类观测信息都是通过软件进行监控的，并不能非常直观的反映当前的状态，并且海上环境恶劣，容易出现一些突发情况，例如，恶意船只的靠近、非法船只的闯入、非法占用等。
现有的解决方法有通过搭载的传感器获取当前的速度，如果过快就表明波浪滑翔器被非法占用带走，但是有时会出现软件监控不及时、遇见大风大雨等恶劣环境、传感器损坏等情况；另外海面上的情况也不能直观的反馈回来。
因此，提供一种基于波浪滑翔器的船只识别系统，以解决现有技术中所存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于波浪滑翔器的船只识别系统，以解决上述现有技术存在的问题，实时监控波浪滑翔器本体周围情况，并能够对过往船只进行跟踪监控。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种基于波浪滑翔器的船只识别系统，包括信息采集模块，所述信息采集模块能够设置于波浪滑翔器本体上，所述信息采集模块包括视觉识别模块和AIS模块，所述AIS模块能够获取过往船只信息，所述视觉识别模块能够采集过往船只的图像；所述信息采集模块连接有信息处理模块，所述信息采集模块能够将采集到的数据输送至所述信息处理模块；所述波浪滑翔器本体还设置有随动模块，所述随动模块与所述信息处理模块连接，所述随动模块能够带动所述波浪滑翔器本体运动。
优选的，所述波浪滑翔器本体包括水面浮体船和牵引机，所述牵引机连接于所述水面浮体船的下方，所述牵引机包括牵引机主框架，所述牵引机主框架的顶部安装有水翼。
优选的，所述视觉识别模块包括摄像头和云台，所述摄像头安装于所述云台上，所述云台安装于所述水面浮体船上。
优选的，所述摄像头采用光学变焦摄像头，所述摄像头的方向与所述水面浮体船的船头方向一致，所述摄像头的高度高出所述水面浮体船50-70厘米。
优选的，所述随动模块包括转向舵机和电子罗盘，所述转向舵机安装于所述牵引机主框架的尾部，所述电子罗盘安装于所述牵引机主框架的中部。
优选的，所述信息处理模块采用Jetson Nano计算机，所述水面浮体船上设置有数据处理舱，所述Jetson Nano计算机安装于所述数据处理舱内。
优选的，所述数据处理舱上设置有水密接插件。
优选的，所述水面浮体船上还安装有超声波气象站、北斗通讯定位仪、波浪传感器、太阳能电池板和天通卫星天线；所述水面浮体船的底部还设置有柔性铠装缆。
优选的，所述水面浮体船上还设置有主控舱，所述波浪滑翔器本体的主控系统安装于所述主控舱内；所述信息处理模块与所述主控系统连接，所述主控系统与所述随动模块连接。
优选的，所述水面浮体船上还设置有电源舱，所述电源舱内设置有电源，所述电源与所述太阳能电池板连接。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明设置有视觉识别模块和AIS模块，能够获取过往船只信息，并采集过往船只的图像，配合随动模块能够对船只进行追踪监控，并将得到船只的相关信息传至信息处理模块，从而来控制波浪滑翔器本体做出相对应的动作；而且，视觉识别模块能够实现波浪滑翔器本体实时监控周围情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于波浪滑翔器的船只识别系统的结构示意图。
附图标记说明：1为水面浮体船，2为牵引机主框架，3为水翼，4为摄像头，5为云台，6为AIS模块，7为超声波气象站，8为北斗通讯定位仪，9为太阳能电池板，10为转向舵机，11为电子罗盘。
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。
本发明的目的是提供一种基于波浪滑翔器的船只识别系统，以解决上述现有技术存在的问题，实时监控波浪滑翔器本体周围情况，并能够对过往船只进行跟踪监控。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种基于波浪滑翔器的船只识别系统，包括信息采集模块，所述信息采集模块能够设置于波浪滑翔器本体上，所述信息采集模块包括视觉识别模块和AIS模块6，所述AIS模块6能够获取过往船只信息，所述视觉识别模块能够采集过往船只的图像；所述信息采集模块连接有信息处理模块，所述信息采集模块能够将采集到的数据输送至所述信息处理模块；所述波浪滑翔器本体还设置有随动模块，所述随动模块与所述信息处理模块连接，所述随动模块能够控制所述波浪滑翔器本体运动方向。
在本实施例中，AIS模块6监测范围较大，其先观察到船只信息，然后将信息传输给信息处理模块；信息处理模块接收信号后，控制视觉识别模块，当过往船只进入视觉识别模块的监测范围后，视觉识别模块获取过往船只的图像；然后信息处理模块控制随动模块带动波浪滑翔器本体运动，对目标船只进行追踪监控。而且，当不需要对船只进行追踪监控，视觉识别模块能够实时监控波浪滑翔器本体的周围情况。其中，AIS模块6为现有技术，根据需要从现有技术中选择合适的雷达信号与AIS系统。
在本实施例中，所述波浪滑翔器本体包括水面浮体船1和牵引机，所述牵引机连接于所述水面浮体船1的下方，所述牵引机包括牵引机主框架2，所述牵引机主框架2的顶部安装有水翼3；其中，水翼3可以根据工作需要设置有多对，本实施例中优选设置有六对。
在本实施例中，所述视觉识别模块包括摄像头4和云台5，所述摄像头4安装于所述云台5上，所述云台5安装于所述水面浮体船1上；云台5能够调整摄像头4的角度以及方向等，以便于对船只进行追踪。其中，所述摄像头4采用光学变焦摄像头，所述摄像头4的方向与所述水面浮体船1的船头方向一致，所述摄像头4的高度高出所述水面浮体船1大约50-70厘米，来实现实时采集波浪滑翔器本体周围视频数据。
在本实施例中，所述随动模块包括转向舵机10和电子罗盘11，所述转向舵机10安装于所述牵引机主框架2的尾部，所述电子罗盘11安装于所述牵引机主框架2的中部；其中，电子罗盘11采用三轴电子罗盘。
在本实施例中，所述信息处理模块采用Jetson Nano计算机，Jetson Nano计算机连接有数据传输模块，用于接收信息以及传输指令等，数据传输模块包括数据线、JetsonNano计算机的USB端口以及波浪滑翔器主控的信息接收端口等。所述水面浮体船1上增设一个密封的数据处理舱，数据处理舱位于信息采集模块的下方，所述Jetson Nano计算机安装于所述数据处理舱内，可以实时处理采集到的视频数据。
在本实施例中，所述数据处理舱上设置有水密接插件，Jetson Nano计算机可以通过水密接插件连接电源、摄像头4、波浪滑翔器本体的主控系统等，来进一步实现整个波浪滑翔器搭载船只辨识系统后的运行。
Jetson Nano计算机可以连接远程设备，在密封前将训练好的学习模型下载到Jetson Nano计算机内，通过给优化Jetson Nano分配4GB的交换空间并
将其模式设置为无界面，来通过远程桥接的方式来操控Jetson Nano，实现后
续数据处理的微调。
在本实施例中，所述水面浮体船1上还安装有超声波气象站7、北斗通讯定位仪8、波浪传感器、太阳能电池板9和天通卫星天线等；所述水面浮体船1的底部还设置有柔性铠装缆。
在本实施例中，所述水面浮体船1上还设置有主控舱，所述波浪滑翔器本体的主控系统安装于所述主控舱内，主控系统能够对波浪滑翔器本体上的各个电器元件进行控制；所述主控系统与所述随动模块连接，Jetson Nano计算机将指令传输给主控系统，主控系统控制随动模块运动。
在本实施例中，所述水面浮体船1上还设置有电源舱，所述电源舱内设置有电源，所述电源与所述太阳能电池板9连接，为整个波浪滑翔器本体以及船只识别系统供电。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于波浪滑翔器的船只识别系统，其特征在于：包括信息采集模块，所述信息采集模块能够设置于波浪滑翔器本体上，所述波浪滑翔器本体包括水面浮体船和牵引机；所述信息采集模块包括视觉识别模块和AIS模块，所述AIS模块能够获取过往船只信息，所述视觉识别模块包括摄像头和云台，所述摄像头安装于所述云台上，所述云台安装于所述水面浮体船上，所述视觉识别模块能够采集过往船只的图像；所述信息采集模块连接有信息处理模块，所述信息采集模块能够将采集到的数据输送至所述信息处理模块；所述波浪滑翔器本体还设置有随动模块，所述随动模块与所述信息处理模块连接，所述随动模块能够带动所述波浪滑翔器本体运动。
2.根据权利要求1所述的基于波浪滑翔器的船只识别系统，其特征在于：所述牵引机连接于所述水面浮体船的下方，所述牵引机包括牵引机主框架，所述牵引机主框架的顶部安装有水翼。
3.根据权利要求1所述的基于波浪滑翔器的船只识别系统，其特征在于：所述摄像头采用光学变焦摄像头，所述摄像头的方向与所述水面浮体船的船头方向一致，所述摄像头的高度高出所述水面浮体船50-70厘米。
4.根据权利要求2所述的基于波浪滑翔器的船只识别系统，其特征在于：所述随动模块包括转向舵机和电子罗盘，所述转向舵机安装于所述牵引机主框架的尾部，所述电子罗盘安装于所述牵引机主框架的中部。
5.根据权利要求2所述的基于波浪滑翔器的船只识别系统，其特征在于：所述信息处理模块采用Jetson Nano计算机，所述水面浮体船上设置有数据处理舱，所述Jetson Nano计算机安装于所述数据处理舱内。
6.根据权利要求5所述的基于波浪滑翔器的船只识别系统，其特征在于：所述数据处理舱上设置有水密接插件。
7.根据权利要求2所述的基于波浪滑翔器的船只识别系统，其特征在于：所述水面浮体船上还安装有超声波气象站、北斗通讯定位仪、波浪传感器、太阳能电池板和天通卫星天线；所述水面浮体船的底部还设置有柔性铠装缆。
8.根据权利要求7所述的基于波浪滑翔器的船只识别系统，其特征在于：所述水面浮体船上还设置有主控舱，所述波浪滑翔器本体的主控系统安装于所述主控舱内；所述信息处理模块与所述主控系统连接，所述主控系统与所述随动模块连接。
9.根据权利要求7所述的基于波浪滑翔器的船只识别系统，其特征在于：所述水面浮体船上还设置有电源舱，所述电源舱内设置有电源，所述电源与所述太阳能电池板连接。
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