CN116994458B - 船舶到离港口的监测方法、装置和可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种船舶到离港口的监测方法、装置和可读存储介质，涉及船舶自动化监控技术领域。船舶到离港口的监测方法包括：获取并根据船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果，确定出船舶到离港口的状态。本申请的方案采用了三重验证方法，提高检测船舶状态的精准性。并且，通过本申请提供的船舶到离港口的监测方法，还能够减少港口工作人员信息核对流程，实现到港离港信息的智能化和自动化处理，使得能够准确获取船舶实际状态信息，可以帮助港口工作人员有效的管控港口流量，实现港口的交通顺畅，防止事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及船舶自动化监控技术领域，具体而言，涉及一种船舶到离港口的监测方法、装置和可读存储介质。
背景技术
近年来，海上环境愈加复杂，使得航运企业对于船舶状态监控的准确性愈发重视，传统的港口状态监控方法由船端业务人员根据船舶状态人工录入并发送到岸端，岸端人员确认后正式录入系统，从而改变船舶状态。目前，实现船舶状态的全程监控成为航运企业安全监管的迫切需求，相关技术通过人工记录来监控船舶状态，无法及时跟进船舶是否到港、离港状态，使得船舶实际状态信息存在信息差，精准性较差，影响工作人员对港口流量的管控，导致港口的交通容易出现堵塞，存在发生事故的可能。
因此，为了实现对港口流量的管控，如何提出一种能够准确、高效的对船舶到离港口的状态进行监测的方法成为目前亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提出一种能够解决现有通过人工记录反馈的方式来监控船舶状态，使得船舶实际状态信息存在信息差，精准性较差，影响工作人员对港口流量的管控的监测方法。
本发明的第一个目的在于提供一种船舶到离港口的监测方法。
本发明的第二个目的在于提供一种船舶到离港口的监测装置。
本发明的第三个目的在于提供另一种船舶到离港口的监测装置。
本发明的第四个目的在于提供一种可读存储介质。
为实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种船舶到离港口的监测方法，船舶上设有随船设备，随船设备包括北斗定位模块和采用LORA通信的随船网络模块，港口上设置多个港口设备，多个港口设备按照预设距离间隔排布在港口的岸边，港口设备包括摄像头和港口网络模块，港口设备能够与随船设备之间进行联机，摄像头能够对船舶的图像进行识别，以及港口网络模块和采用LORA通信的随船网络模块之间能够通信，监测方法包括以下步骤：获取并根据船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果，确定出船舶到离港口的状态。
根据本发明提供的船舶到离港口的监测方法，船舶上安装带有北斗定位模块和采用LORA（Long Range Radio，远距离无线电）通信的随船网络模块的随船设备，北斗定位模块可以实现船舶精确定位信息的获取，随船网络模块能够实现信号的传输。同时，在港口一侧或者两岸布置了多个港口设备，港口设备按照预设距离间隔排布在港口的岸边，港口设备包括摄像头，预设距离排布间隔可以根据摄像头的实际选择而定，举例而言，本申请提供的摄像头有效观测距离为2500米，因此可以将港口设备间距1200米摆放，这样的话使得多个港口设备可以有效覆盖可观测的整个港口，提高检测的精准度。港口网络模块中包括信号接收器，用于接收随船设备发送的信号。港口设备集成两种通信方式，一种可通过光纤实现与人机交互系统的快速通信，另一种通过LORA可实现与船舶的自动联机，自动识别与信息同步。通过获取船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态以及摄像头对船舶的图像的识别结果，并利用获取到的信息来确定船舶到离港口的状态，这样的话由于采用了三重验证方式，就可以提高检测船舶状态的精准性，有效避免遗漏船舶到港离港信息。并且，通过本申请提供的船舶到离港口的监测方法，还能够减少港口工作人员信息核对流程，实现到港离港信息的智能化和自动化处理，使得能够准确获取船舶实际状态信息，可以帮助港口工作人员有效的管控港口流量，实现港口的交通顺畅，防止事故的发生。
另外，本发明提供的船舶到离港口的监测方法还可以具有如下附加技术特征：
在一些技术方案中，可选地，获取并根据船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果，确定出船舶到离港口的状态的步骤，具体包括：获取船舶与港口之间的距离；在船舶进入港口的识别范围后，获取并判断港口设备与随船设备之间的联机数量；在港口设备与随船设备之间的联机数量大于目标数量时，控制摄像头采集船舶的图像，并基于采集的图像进行船舶识别；在基于采集的图像识别出船舶后，确认船舶到港，在基于采集的图像未识别出船舶的情况下，获取用户输入的船舶信息，根据用户输入的船舶信息确认船舶到港。
在该技术方案中，本申请中采用了三重验证方式进行船舶到港信息的判定，以此提高检测船舶状态的精准性，有效避免遗漏船舶到港信息。具体地，在确定船舶到港信息时，首先需要确定船舶与港口之间的距离，在判断船舶距离港口较远时，船舶会继续航行并将位置信息实时更新发送给港口设备，这种情况下不会采取其它的验证方式，以此达到节能的效果。在船舶与港口之间的距离到达一定范围后，这个时候触发第二种判断方式，这个范围是工作人员根据实际情况而设定的，也即判断港口设备和随船设备之间能够产生联机状态的数量，联机状态指的是随船终端设备和口岸设备处于连接状态，用户会根据精确度要求配置船舶联网占比，如果超出该占比则说明船舶的状态有变化。当联机状态的数量不满足需求时，这个时候说明船舶的状态没有发生变化。当联机状态的数量满足需求时，这个时候会触发第三种判断方式，采用港口设备上的摄像头对船舶的图像进行识别，船舶的图像中包括船名、MMSI（Maritime Mobile Service Identity，水上移动业务标识码）等，在识别成功后，确定船舶到港，变更船舶状态。
如果摄像头未能准确识别船舶的图像信息，这个时候需要人工去核对船舶是否到港，从而避免了船舶实际状态发生改变，而摄像头没有识别出来，导致遗漏船舶到港信息，影响获取船舶实际状态信息的准确性。
在一些技术方案中，可选地，获取并根据船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果，确定出船舶到离港口的状态的步骤，具体包括：获取港口设备与随船设备之间的联机状态；每隔预设时间确定港口设备与随船设备之间的联机状态是否变化；在港口设备与随船设备之间的联机状态发生变化时，控制摄像头采集船舶的图像，并基于采集的图像进行船舶识别；获取船舶与港口之间的距离，并判断船舶是否在港口管辖内；在船舶不在港口管辖内的情况下，基于采集的图像识别出船舶后，确认船舶离港，基于采集的图像未识别出船舶的情况下，获取用户输入的船舶信息，根据用户输入的船舶信息确认船舶离港。
在该技术方案中，本申请中采用了三重验证方式进行船舶离港信息的判定，以此提高检测船舶状态的精准性，有效避免遗漏船舶离港信息，判定原理与到港判定基本相同。具体地，在确定船舶离港信息时，首先每隔预设时间确定港口设备与随船设备之间的联机状态，联机状态的改变则说明船舶的状态发生变化，预设时间可以根据工作人员的需求而设定，可以为30秒、1分钟、10分钟等。在联机状态发生改变时，控制摄像头开始采集船舶的图像，触发第二种判断方式，确定船舶与港口之间的距离是否在港口管辖内，如果船舶还处于港口管辖内，则继续确定港口设备与随船设备之间的联机状态。如果船舶不在港口管辖内，触发第三种判断方式，即判断港口设备是否识别出船舶的图像信息，船舶的图像信息中包括船名、MMSI等，在港口设备识别出船舶图像的情况下，确定船舶离港，变更船舶状态。
如果摄像头未能准确识别船舶的图像信息，这个时候需要人工去核对船舶是否离港，从而避免了船舶实际状态发生改变，而摄像头没有识别出来，导致遗漏船舶离港信息，影响获取船舶实际状态信息的准确性。
在一些技术方案中，可选地，港口设备与随船设备之间通过LORA局域网络进行联机。
在该技术方案中，随船设备上的网络模块采用LORA通信芯片，这种通信芯片能够使信号传输的最远距离达到15千米，从而大大增加船舶与港口之间的通信距离，使得工作人员能够根据港口设备接收到的信号，并对信号进行识别后发送到人机交互界面，以方便工作人员及时了解船舶状态信息和船舶与港口之间的距离，并提前对船舶停靠方案进行规划。本申请的方案由于采用了LORA局域网通信方式进行信号的传输，可快速实现船舶信息与港口的同步，优化了船舶与基站通信的延迟问题。
在一些技术方案中，可选地，获取船舶与港口之间的距离的步骤，具体包括：获取北斗定位模块对船舶的定位信息；将定位信息发送至港口设备；港口设备根据接收到的定位信息，确定船舶与港口之间的距离。
在该技术方案中，北斗定位模块基于ATGM336H-5N模块（一种定位导航模块），基于中科技微第四代低功耗GNSS SOC单芯片-AT6558（一种芯片），支持多种卫星导航系统，可同时接收六个卫星导航系统的GNSS（Gobal Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）信号，并且实现联合定位、导航与授时，其定位精度可达2.5米，首次定位时间可降至32秒，并且低功耗，连续运行电流<25mA。采用北斗定位模块对船舶的定位信息进行获取，并将该信息通过LORA局域网通信方式传输至港口设备，从而港口设备根据接收到的信号，确定出船舶与港口之间的距离。通过北斗定位模块对船舶进行定位的方式，能够达到提升船舶定位的准确性，并采用LORA通信方式，可快速实现船舶与港口的信息同步，优化了船舶与基站通信的延迟问题。
在一些技术方案中，可选地，目标数量根据港口设备的分布情况进行设置，也就是说，目标数量的大小是人工根据港口的实际情况而设置的，即根据港口设备在港口岸边的排布情况而设置。
在一些技术方案中，可选地，通过WEB后台显示界面对船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态、摄像头对船舶的图像的识别结果和船舶到离港口的状态信息进行显示。
在该技术方案中，通过将船舶信息同步至港口管理系统，并在WEB（World WideWed，全球广域网）后台显示界面上进行显示，这样的话可以更加方便工作人员对船舶信息进行查看，以方便工作人员及时了解船舶状态信息和船舶与港口之间的距离，并提前对船舶停靠方案进行规划。
同时，WEB后台显示界面还可以用于对港口设备进行选择，以及摄像头实时画面显示，用来显示摄像头识别画面，包含船舶状态和位置坐标等。
本发明第二方面提供了一种船舶到离港口的监测装置，包括：获取单元，用于获取船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果。确定单元，用于根据船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果，确定出船舶到离港口的状态。
本发明第三方面的技术方案提供了一种船舶到离港口的监测装置，包括：存储器，存储有程序和/或指令；处理器，执行程序和/或指令；其中，处理器在执行程序和/或指令时，实现如第一方面任一项技术方案中的船舶到离港口的监测方法的步骤。
根据本发明提供的船舶到离港口的监测装置，由于其能够实现如第一方面任一项技术方案中的用于船舶到离港口的监测方法的步骤。因此，该装置还具有上述第一方面任一项技术方案中船舶到离港口的监测方法的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明第四方面的技术方案提供了一种可读存储介质，其上存储有程序和/或指令，在程序和/或指令被执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的船舶到离港口的监测方法的步骤。
根据本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实践了解到。
附图说明
根据本发明的实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明的实施例提供的船舶到离港口的监测方法的流程示意图之一；
图2示出了本发明的实施例提供的船舶到离港口的监测方法的流程示意图之二；
图3示出了本发明的实施例提供的船舶到离港口的监测方法的流程示意图之三；
图4示出了本发明的实施例提供的港口设备的方框图；
图5示出了本发明的实施例提供的后台设备的方框图；
图6示出了本发明的实施例提供的随船设备的方框图；
图7示出了本发明的实施例提供的船舶到离港口的监测装置的方框图之一；
图8示出了本发明的实施例提供的船舶到离港口的监测装置的方框图之二。
其中，图4至图8中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1船舶到离港口的监测装置，12获取单元，14确认单元，16存储器，18处理器，2港口设备，22摄像头，24港口网络模块，26港口天线模块，3后台设备，32后台服务器，34用户界面，4随船设备，42北斗定位模块，44随船网络模块，46电源模块，48随船天线模块，410微控制单元。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解根据本发明的实施例的上述方面、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对根据本发明的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解根据本发明的实施例，但是，根据本发明的实施例还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，根据本发明的实施例的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明的一个实施例提供的船舶到离港口的监测方法，包括如下步骤：
S102：获取船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果。
S104：根据船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果，确定出船舶到离港口的状态。
本发明提供的船舶到离港口的监测方法，船舶上安装带有北斗定位模块和采用LORA（远距离无线电）通信的随船网络模块的随船设备，北斗定位模块可以实现船舶精确定位信息的获取，随船网络模块能够实现信号的传输。同时，在港口一侧或者两岸布置了多个港口设备，港口设备按照预设距离间隔排布在港口的岸边，港口设备可以在港口两岸进行摆放，同时也可以在港口一侧进行摆放。港口设备包括摄像头，预设距离排布间隔可以根据摄像头的实际选择而定，举例而言，本申请提供的摄像头有效观测距离为2500米，因此可以将港口设备间距1200米摆放，这样的话使得多个港口设备可以有效覆盖可观测的整个港口，提高检测的精准度。港口网络模块中包括信号接收器，用于接收随船设备发送的信号。港口设备集成两种通信方式，一种可通过光纤实现与人机交互系统的快速通信，另一种通过LORA可实现与船舶的自动联机，自动识别与信息同步。通过获取船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态以及摄像头对船舶的图像的识别结果，并利用获取到的信息来确定船舶到离港口的状态，这样的话由于采用了三重验证方式，就可以提高检测船舶状态的精准性，有效避免遗漏船舶到港离港信息。并且，通过本申请提供的船舶到离港口的监测方法，还能够减少港口工作人员信息核对流程，实现到港离港信息的智能化和自动化处理，使得能够准确获取船舶实际状态信息，可以帮助港口工作人员有效的管控港口流量，实现港口的交通顺畅，防止事故的发生。
在一些实施方式中，可选地，获取并根据船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果，确定出船舶到离港口的状态的步骤，具体包括：获取船舶与港口之间的距离；在船舶进入港口的识别范围后，获取并判断港口设备与随船设备之间的联机数量；在港口设备与随船设备之间的联机数量大于目标数量时，控制摄像头采集船舶的图像，并基于采集的图像进行船舶识别；在基于采集的图像识别出船舶后，确认船舶到港，在基于采集的图像未识别出船舶的情况下，获取用户输入的船舶信息，根据用户输入的船舶信息确认船舶到港。
在该实施例中，本申请中采用了三重验证方式进行船舶到港信息的判定，以此提高检测船舶状态的精准性，有效避免遗漏船舶到港信息。具体地，在确定船舶到港信息时，首先需要确定船舶与港口之间的距离，在判断船舶距离港口较远时，船舶会继续航行并将位置信息实时更新发送给港口设备，这种情况下不会采取其它的验证方式，以此达到节能的效果。在船舶与港口之间的距离到达一定范围后，这个时候触发第二种判断方式，这个范围是工作人员根据实际情况而设定的，也即判断港口设备和随船设备之间能够产生联机状态的数量，联机状态指的是随船终端设备和口岸设备处于连接状态，用户会根据精确度要求配置船舶联网占比，如果超出该占比则说明船舶的状态有变化。当联机状态的数量不满足需求时，这个时候说明船舶的状态没有发生变化。当联机状态的数量满足需求时，这个时候会触发第三种判断方式，采用港口设备上的摄像头对船舶的图像进行识别，船舶的图像中包括船名、MMSI等，在识别成功后，确定船舶到港，变更船舶状态。
如果摄像头未能准确识别船舶的图像信息，这个时候需要人工去核对船舶是否到港，从而避免了船舶实际状态发生改变，而摄像头没有识别出来，导致遗漏船舶到港信息，影响获取船舶实际状态信息的准确性。
在一些实施方式中，可选地，获取并根据船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果，确定出船舶到离港口的状态的步骤，具体包括：获取港口设备与随船设备之间的联机状态；每隔预设时间确定港口设备与随船设备之间的联机状态是否变化；在港口设备与随船设备之间的联机状态发生变化时，控制摄像头采集船舶的图像，并基于采集的图像进行船舶识别；获取船舶与港口之间的距离，并判断船舶是否在港口管辖内；在船舶不在港口管辖内的情况下，基于采集的图像识别出船舶后，确认船舶离港，基于采集的图像未识别出船舶的情况下，获取用户输入的船舶信息，根据用户输入的船舶信息确认船舶离港。
在该实施例中，本申请中采用了三重验证方式进行船舶离港信息的判定，以此提高检测船舶状态的精准性，有效避免遗漏船舶离港信息，判定原理与到港判定基本相同。具体地，在确定船舶离港信息时，首先每隔预设时间确定港口设备与随船设备之间的联机状态，联机状态的改变则说明船舶的状态发生变化，预设时间可以根据工作人员的需求而设定，可以为30秒、1分钟、10分钟等。在联机状态发生改变时，控制摄像头开始采集船舶的图像，触发第二种判断方式，确定船舶与港口之间的距离是否在港口管辖内，如果船舶还处于港口管辖内，则继续确定港口设备与随船设备之间的联机状态。如果船舶不在港口管辖内，触发第三种判断方式，即判断港口设备是否识别出船舶的图像信息，船舶的图像信息中包括船名、MMSI等，在港口设备识别出船舶图像的情况下，确定船舶离港，变更船舶状态。
如果摄像头未能准确识别船舶的图像信息，这个时候需要人工去核对船舶是否离港，从而避免了船舶实际状态发生改变，而摄像头没有识别出来，导致遗漏船舶离港信息，影响获取船舶实际状态信息的准确性。
如果摄像头未能准确识别船舶的图像信息，这个时候需要人工去核对船舶是否离港，从而避免了船舶实际状态发生改变，而摄像头没有识别出来，导致遗漏船舶离港信息，影响获取船舶实际状态信息的准确性。
在一些实施方式中，可选地，港口设备与随船设备之间通过LORA局域网络进行联机。
在该实施例中，随船设备上的网络模块采用LORA通信芯片，这种通信芯片能够使信号传输的最远距离达到15千米，从而大大增加船舶与港口之间的通信距离，使得工作人员能够根据港口设备接收到的信号，并对信号进行识别后发送到人机交互界面，以方便工作人员及时了解船舶状态信息和船舶与港口之间的距离，并提前对船舶停靠方案进行规划。本申请的方案由于采用了LORA局域网通信方式进行信号的传输，可快速实现船舶信息与港口的同步，优化了船舶与基站通信的延迟问题。
在一些实施方式中，可选地，获取船舶与港口之间的距离的步骤，具体包括：获取北斗定位模块对船舶的定位信息；将定位信息发送至港口设备；港口设备根据接收到的定位信息，确定船舶与港口之间的距离。
在该实施例中，北斗定位模块基于ATGM336H-5N模块（一种定位导航模块），基于中科技微第四代低功耗GNSS SOC单芯片-AT6558（一种芯片），支持多种卫星导航系统，可同时接收六个卫星导航系统的GNSS信号，并且实现联合定位、导航与授时，其定位精度可达2.5米，首次定位时间可降至32秒，并且低功耗，连续运行电流<25mA。采用北斗定位模块对船舶的定位信息进行获取，并将该信息通过LORA局域网通信方式传输至港口设备，从而港口设备根据接收到的信号，确定出船舶与港口之间的距离。通过北斗定位模块对船舶进行定位的方式，能够达到提升船舶定位的准确性，并采用LORA通信方式，可快速实现船舶与港口的信息同步，优化了船舶与基站通信的延迟问题。
在一些实施方式中，可选地，目标数量根据港口设备的分布情况进行设置，也就是说，目标数量的大小是人工根据港口的实际情况而设置的，即根据港口设备在港口岸边的排布情况而设置。
在一些实施方式中，可选地，通过WEB后台显示界面对船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态、摄像头对船舶的图像的识别结果和船舶到离港口的状态信息进行显示。
在该实施例中，通过将船舶信息同步至港口管理系统，并在WEB后台显示界面上进行显示，这样的话可以更加方便工作人员对船舶信息进行查看，以方便工作人员及时了解船舶状态信息和船舶与港口之间的距离，并提前对船舶停靠方案进行规划。
同时，WEB后台显示界面还可以用于对港口设备进行选择，以及摄像头实时画面显示，用来显示摄像头识别画面，包含船舶状态和位置坐标等。
如图2所示，本发明另一实施例提供了一种船舶到离港口的监测方法，包括如下步骤：
S202：随船设备发出定位信号。
S204：港口设备接收定位信号。
S206：判断船舶是否到达港口范围，若是，执行S208，否则执行S222。
S208：LORA局域联网。
S210：判断是否有大于i%的港口设备接收到信号（i=1，2，3…中的任意一个），若是，执行S212，否则返回S208。
S212：联机状态。
S214：摄像头识别验证。
S216：摄像头是否识别成功，若是，执行S218，否则执行S220。
S218：确认到港，执行S222。
S220：人工核对。
S222：WEB后台显示。
在该实施例中，本申请中采用了三重验证方式进行船舶到港信息的判定，以此提高检测船舶状态的精准性，有效避免遗漏船舶到港信息。具体地，在确定船舶到港信息时，首先需要确定船舶与港口之间的距离，在判断船舶距离港口较远时，船舶会继续航行并将位置信息实时更新发送给港口设备，这种情况下不会采取其它的验证方式，以此达到节能的效果。在船舶与港口之间的距离到达一定范围后，这个时候触发第二种判断方式，这个范围是工作人员根据实际情况而设定的，也即判断港口设备和随船设备之间能够产生联机状态的数量，联机状态指的是随船终端设备和口岸设备处于连接状态，用户会根据精确度要求配置船舶联网占比，如果超出该占比则说明船舶的状态有变化。当联机状态的数量不满足需求时，这个时候说明船舶的状态没有发生变化。当联机状态的数量满足需求时，这个时候会触发第三种判断方式，采用港口设备上的摄像头对船舶的图像进行识别，船舶的图像中包括船名、MMSI（水上移动业务标识码）等，在识别成功后，确定船舶到港，并在WEB后台显示，更变船舶状态。
如果摄像头未能准确识别船舶的图像信息，这个时候需要人工去核对船舶是否到港，并在WEB后台显示界面上进行显示，从而避免了船舶实际状态发生改变，而摄像头没有识别出来，导致遗漏船舶到港信息，影响获取船舶实际状态信息的准确性。
如图3所示，本发明另一实施例提供了一种船舶到离港口的监测方法，包括如下步骤：
S302：船舶在港列表。
S304：每隔预设时间对联机状态进行检测。
S306：判断港口设备与随船设备是否处于联机状态，若是，执行S304，否则执行S308。
S308：船舶定位。
S310：判断船舶是否在港口范围内，若否，执行S312，否则返回S304。
S312：判断摄像头是否识别成功，若是，执行S314，否则执行S316。
S314：自动离港，执行S320。
S316：人工核对是否离港，若是，执行S318，否则返回S302。
S318：人工离港。
S320：WEB后台显示。
在该实施例中，本申请中采用了三重验证方式进行船舶离港信息的判定，以此提高检测船舶状态的精准性，有效避免遗漏船舶离港信息，判定原理与到港判定基本相同。具体地，在确定船舶离港信息时，首先每隔预设时间确定港口设备与随船设备之间的联机状态，联机状态的改变则说明船舶的状态发生变化，预设时间可以根据工作人员的需求而设定，可以为30秒、1分钟、10分钟等。在联机状态发生改变时，控制摄像头开始采集船舶的图像，触发第二种判断方式，确定船舶与港口之间的距离是否在港口管辖内，如果船舶还处于港口管辖内，则继续确定港口设备与随船设备之间的联机状态。如果船舶不在港口管辖内，触发第三种判断方式，即判断港口设备是否识别出船舶的图像信息，船舶的图像信息中包括船名、MMSI（水上移动业务标识码）等，在港口设备识别出船舶图像的情况下，确定船舶离港，变更船舶状态。
如果摄像头未能准确识别船舶的图像信息，这个时候需要人工去核对船舶是否离港，从而避免了船舶实际状态发生改变，而摄像头没有识别出来，导致遗漏船舶离港信息，影响获取船舶实际状态信息的准确性，WEB后台显示界面上进行显示。
联机状态指的是随船设备和港口设备处于连接状态，用户会根据精确度要求配置船舶联网占比，如果超出该占比则说明船舶的状态有变化。
如图5所示，本申请的后台设备3包括后台服务器32和用户界面34，用户界面34可以为WEB后台显示界面，WEB后台显示界面具有如下功能：
1）摄像头选择
可根据地形和监控准确度在口岸配置多组设备，页面可以查看设备状态。
2）船舶查看
对船舶信息进行查看，如船名，MMSI等。
3）状态查看
船舶在港离港状态查看，以及人工处理。
4）摄像头实时画面显示
用来显示摄像头识别画面，信息包含船状态和位置坐标。
下面描述下本申请中随船设备4和港口设备2各部件的组成及功能：
如图6所示，本申请中的随船设备4包括北斗定位模块42、随船网络模块44、电源模块46、随船天线模块48和微控制单元410，其中：
1）北斗定位模块42
a. 采用北斗定位模块42，实现船舶精确定位信息的获取。
b. 北斗定位模块42基于ATGM336H-5N模块，基于中科技微第四代低功耗GNSS SOC单芯片-AT6558，支持多种卫星导航系统，可同时接收六个卫星导航系统的GNSS信号，并且实现联合定位、导航与授时。
c. 定位精度2.5米。
d. 首次定位时间32秒。
e. 低功耗，连续运行<25mA(工作电压3.3V)。
2）随船网络模块44
a. 采用有线和无线网络，确保信息传输。
b. 支持TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）/IP（InternetProtocol，网际互联协议）协议栈，独立于MCU（微控制单元）运行，不易受网络攻击，安全稳定。
c. 支持4路Socket（套接字）同时通信，各路通信互不影响。
d. 工作电压3.3V。
e. 采用LORA通信芯片，通信最远距离可达15千米。
3）电源模块46
a. USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）模块，可通过外部电源提供电量供应。
b. 电池模块，提供锂电池组和干电池组（应急状态）。
4）微控制单元410
a. 采用STM32F407VET6 LQFP-100。
b. Core:Arm® 32-bit Cortex®-M4 CPU with FPU。
c. 升级到1Mb（计算机中的一种储存单位）闪存。
d. 196Kb（容量）SRAM（Static Random-Access Memory，静态随机存取存储器）。
e. 12bit D/A（一种转换器）。
5）随船天线模块48
a.增益10DBI（功率增益的单位）。
b.极化方式，垂直极化。
c.工作温度大于等于-40℃且小于等于80℃。
d.阻抗，50Ω（欧姆）。
e.方向性，全向。
如图4所示，本申请中的港口设备2包括摄像头22、港口网络模块24和港口天线模块26，其中：
1）摄像头22
a. 300万高清像素，采用6颗大功率矩阵双光源红外灯，夜晚环境可适用。
b. 1080p高清。
c. IP（防护等级）66级别防雨。
d. 工作温度-30℃至70℃。
e. 80倍光学变焦，可视范围2500米。
2）港口网络模块24
a. 采用光纤传输，提高传输速度。
b. 具有10M/100M/1000M 自适应能力。
c. 支持最大1916Bytes（字节）数据帧。
d. 具有双全工/半双共工作模式。
e. 支持IEEE802.3X（全双工以太网络数据链路层的流控方法）全双工流量控制和半双工背压流量控制。
港口天线模块26与随船天线模块48功能相同。
相比现有传统的船舶到离港口的监测技术，本发明的方法和系统有如下几点优点：
1、可快速实现船舶信息与港口的同步，减少港口工作人员信息核对流程，实现到港离港信息的智能化和自动化处理。
2、通过高效的到港离港信息验证与处理，可以帮助港口工作人员有效的管控港口流量，实现港口的交通顺畅，防止事故的发生。
3、三重验证方式，可以有效避免遗漏船舶到港离港信息。
本方案的发明点在于如下几点：
1、摄像头的组合排列，可以实现船舶密集状态下的快速识别。
2、采用LORA通信方式，可快速实现船舶与港口的信息同步，优化了船舶与基站通信的延迟问题。
3、摄像头设备集成两种通信方式，可通过光纤实现与后台的快速通信，通过LORA可实现与船舶的自动联机，自动识别与信息同步。
如图7所示，本发明第二方面提供了一种船舶到离港口的监测装置1，包括：获取单元12，用于获取船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果。确定单元14，用于根据船舶与港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对船舶的图像的识别结果，确定出船舶到离港口的状态。
如图8所示，本发明第三方面提供了一种船舶到离港口的监测装置1，包括：存储器16，存储有程序和/或指令；处理器18，执行程序和/或指令；其中，处理器18在执行程序和/或指令时，实现如第一方面任一项技术方案中的船舶到离港口的监测方法的步骤。
本发明第四方面提供了一种可读储存介质，其上存储有程序和/或指令，在程序和/或指令被执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的船舶到离港口的监测方法的步骤。
在根据本发明的实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的方面，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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根据本发明的实施例中的具体含义。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
尽管已经采用特定结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
以上仅为根据本发明的实施例的优选实施例而已，并不用于限制根据本发明的实施例，对于本领域的技术人员来说，根据本发明的实施例可以有各种更改和变化。凡在根据本发明的实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在根据本发明的实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种船舶到离港口的监测方法，所述船舶上设有随船设备，所述随船设备包括北斗定位模块和采用LORA通信的随船网络模块，所述港口上设置多个港口设备，多个所述港口设备按照预设距离间隔排布在所述港口的岸边，所述港口设备包括摄像头和港口网络模块，所述港口设备能够与所述随船设备之间进行联机，所述摄像头能够对所述船舶的图像进行识别，以及所述港口网络模块和所述随船网络模块之间能够通信，其特征在于，所述监测方法包括：
获取并根据所述船舶与所述港口之间的距离、所述港口设备与所述随船设备之间的联机状态和所述摄像头对所述船舶的图像的识别结果，确定出所述船舶到离所述港口的状态。
2.根据权利要求1所述的船舶到离港口的监测方法，其特征在于，所述获取并根据所述船舶与所述港口之间的距离、所述港口设备与所述随船设备之间的联机状态和所述摄像头对所述船舶的图像的识别结果，确定出所述船舶到离所述港口的状态的步骤，具体包括：
获取所述船舶与所述港口之间的距离；
在所述船舶进入所述港口的识别范围后，获取并判断所述港口设备与所述随船设备之间的联机数量；
在所述港口设备与所述随船设备之间的联机数量大于目标数量时，控制所述摄像头采集所述船舶的图像，并基于采集的图像进行船舶识别；
在基于采集的所述图像识别出所述船舶后，确认船舶到港，在基于采集的所述图像未识别出所述船舶的情况下，获取用户输入的所述船舶信息，根据所述用户输入的所述船舶信息确认所述船舶到港。
3.根据权利要求1所述的船舶到离港口的监测方法，其特征在于，所述获取并根据所述船舶与所述港口之间的距离、所述港口设备与所述随船设备之间的联机状态和所述摄像头对所述船舶的图像的识别结果，确定出所述船舶到离所述港口的状态的步骤，具体包括：
获取所述港口设备与所述随船设备之间的联机状态；
每隔预设时间确定所述港口设备与所述随船设备之间的联机状态是否变化；
在所述港口设备与所述随船设备之间的联机状态发生变化时，控制所述摄像头采集所述船舶的图像，并基于采集的图像进行船舶识别；
获取所述船舶与所述港口之间的距离，并判断所述船舶是否在所述港口管辖内；
在所述船舶不在所述港口管辖内的情况下，基于采集的所述图像识别出所述船舶后，确认船舶离港，基于采集的所述图像未识别出所述船舶的情况下，获取用户输入的所述船舶信息，根据所述用户输入的所述船舶信息确认所述船舶离港。
4.根据权利要求2或3所述的船舶到离港口的监测方法，其特征在于，所述港口设备与所述随船设备之间通过LORA局域网络进行联机。
5.根据权利要求2或3所述的船舶到离港口的监测方法，其特征在于，所述获取所述船舶与所述港口之间的距离的步骤，具体包括：
获取所述北斗定位模块对所述船舶的定位信息；
将所述定位信息发送至所述港口设备；
所述港口设备根据接收到的所述定位信息，确定所述船舶与所述港口之间的距离。
6.根据权利要求2所述的船舶到离港口的监测方法，其特征在于，所述目标数量根据所述港口设备的分布情况进行设置。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的船舶到离港口的监测方法，其特征在于，通过WEB后台显示界面对所述船舶与所述港口之间的距离、所述港口设备与所述随船设备之间的联机状态、所述摄像头对所述船舶的图像的识别结果和所述船舶到离所述港口的状态信息进行显示。
8.一种船舶到离港口的监测装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取所述船舶与所述港口之间的距离、港口设备与随船设备之间的联机状态和摄像头对所述船舶的图像的识别结果；
确定单元，用于根据所述船舶与所述港口之间的距离、所述港口设备与所述随船设备之间的联机状态和所述摄像头对所述船舶的图像的识别结果，确定出所述船舶到离所述港口的状态。
9.一种船舶到离港口的监测装置，其特征在于，包括：
存储器，存储有程序和/或指令；
处理器，执行所述程序和/或指令；
其中，所述处理器在执行所述程序和/或指令时，实现如权利要求1至7中任一项所述的船舶到离港口的监测方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，包括：
所述可读存储介质存储有程序和/或指令，所述程序和/或指令被执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的船舶到离港口的监测方法的步骤。
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