CN205582304U - 一种航道船舶交通量调查系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种航道船舶交通量调查系统，包括三维激光测距传感器、数据处理模块、数据传输模块、电源模块以及后台数据监控中心。所述三维激光测距传感器安装在河道上方，用于获取河面以及船舶上的测距点云数据，所述数据处理模块通过网线实时接收三维激光测距传感器的扫描点云数据，通过坐标转换、去除背景，提取船舶上的三维扫描点云数据，进一步得到船舶的外廓尺寸信息以及航行速度信息，并通过数据传输模块发送给后台数据监控中心。

Description

一种航道船舶交通量调查系统

技术领域

本实用新型涉及智能交通领域，具体涉及一种航道船舶交通量调查系统。

背景技术

船舶运输作为一种经济环保的交通运输方式，在国民经济建设中起着重要的作用。如何合理有效的利用水道资源，降低船舶交通事故发生率，相关政府部分以及学者进行了大量的研究。船舶交通量，即在一定时间内通过一定水域内的船舶艘次数量，是表征某水域水上交通状况的最基本量，也是航道发展定位、基础设施建设以及航道管理策略制定等决策的重要依据之一。为了实现对船舶交通量的检测，目前，国内外开展了大量的研究工作。

在基于船载导航雷达、GPS定位设备或船舶自动识别系统AIS还没有完全普及的情况下，目前常用的船舶流量监控手段包括基于视频和基于激光的主动监控方法。基于视频的船舶流量监控方法通过获取表示环境灰度信息的视觉图像对船舶进行识别以实现流量统计，基于激光的船舶流量监控方法通过获取表示距离和空间位置信息的深度图像以实现流量统计。但是基于视频的监控方法受限于环境光线的影响，总体检测精度不高；基于激光的监控方法目前主要采用多台二维激光测距传感器在空间上形成多条检测曲线来对船舶流量进行监控，此种方法存在的主要问题在于不能精确得到船舶的长度和航行速度等信息，不能对船舶进行精确分型。

实用新型内容

本实用新型提供了一种航道船舶交通量调查系统，目的在于不需要船舶安装导航雷达或GPS的情况下实现对航道船舶流量的实时监控。

本实用新型提供了一种航道船舶交通量调查系统，包括三维激光测距传感器、数据处理模块、数据传输模块、电源模块、后台数据监控中心，其特征在于：

所述三维激光测距传感器安装在河道上方；

所述三维激光测距传感器、数据处理模块、数据传输模块与电源模块电连接；

所述数据处理模块与所述三维激光测距传感器连接，接收所述三维激光测距传感器的扫描点云数据；

所述数据传输模块通过串口线与所述数据处理模块相连，用于接收数据处理模块发送的船舶信息数据帧，并转发到后台数据监控中心。

优选的，所述船舶信息数据帧包括船舶的外廓尺寸、航行方向、航行速度中的一项或者多项。

本实用新型有益效果如下：

1)与采用二维激光测距传感器的检测方案相比，能够更加准确的检测船舶的长度和航行速度等信息；

2)与基于视频的检测方案相比，检测效果受环境光线影响小，夜晚的检测精度不受影响；

附图说明

图1为本实用新型一优选实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一优选实施例的系统布局图。

具体实施方式

如下图1所示，本实施例给出了本实用新型提出了一种航道船舶交通量调查系统的结构示意图，包括安装于河道正上方的三维激光测距传感器、数据处理模块、数据传输模块、电源模块以及位于后台的数据监控中心。

本实施例的三维激光测距传感器采用美国Velodyne LiDAR公司的HDL-32型三维激光测距传感器。该传感器具有32个发光通道，能够同时发射角度分辨率为1.3°的32条光线，32条光线处于同一平面。同时32条光线能够以5Hz-20HZ的频率扫描，在空间上形成角度分辨率为0.08°-0.35°的一系列扫描平面。所述三维激光测距传感器的垂直方向视场角为40°，水平方向视场角为360°，测距范围能够达到100m，测距精度在±2cm以内。

如下图2所示，其中1为三维激光测距传感器，5为机柜，机柜中包含数据处理模块2，数据传输模块3，电源模块4。三维激光测距传感器通过安装结构件固定在桥梁通航孔正上方，数据处理模块、数据传输模块以及电源模块通过机柜固定在桥梁一侧。

所述电源模块的220V转24V电路为所述三维激光测距传感器供电，同时为所述数据处理模块和数据传输模块供电，所述三维激光测距传感器通过网线与数据处理模块相连，将所述三维激光测距传感器的测距点云数据实时发送给数据处理模块。所述点云数据包括三维激光测距传感器的有效测距范围内的河面以及船舶上每一个测距点相对于三维激光测距传感器的距离值，所述三维激光测距传感器沿垂直于航道方向扫描。

所述数据处理模块通过网线实时接收所述测距点云数据，并以所述三维激光测距传感器为坐标原点，垂直于河面向上方向为Z轴正方向，沿着航道方向为X轴，垂直于航道方向为Y轴建立直角坐标系，将所述测距值转化为三维直角坐标系中的直角坐标值，根据所述直角坐标值和设定的高度阈值，去除扫描到河面上的背景点，即可得到船舶上每一个扫描点的直角坐标值。根据相邻两次扫描点云或相邻多次扫描点云之间船舶上特征区域或特征点的直角坐标值的变化确定船舶的行驶方向以及行驶速度，所述特征区域或特征点包括船舶的船头、船尾或船舶边界区域。根据船舶的行驶方向以及船舶上每一个点的直角坐标值即可确定船舶的外廓尺寸。

所述数据处理模块通过串口与数据传输模块相连，并将船舶的外廓尺寸、航行方向等信息打包发送给数据传输模块。

数据传输模块通过串口接收数据处理模块发送的船舶信息帧并通过移动无线网络或专用网络发送到后台数据监控中心,数据传输模块还接收后台数据监控中心的远程控制指令，并转发给数据处理模块进行处理。

以上所述仅是本实用新型优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种航道船舶交通量调查系统，包括三维激光测距传感器、数据处理模块、数据传输模块、电源模块、后台数据监控中心，其特征在于：

所述三维激光测距传感器安装在河道上方；

所述三维激光测距传感器、数据处理模块、数据传输模块与电源模块电连接；

所述数据处理模块与所述三维激光测距传感器连接，接收所述三维激光测距传感器的扫描点云数据；

所述数据传输模块与所述数据处理模块相连，用于接收数据处理模块发送的船舶信息数据帧，并转发到后台数据监控中心。

2.根据权利要求1所述的一种航道船舶交通量调查系统，其特征在于，包括：

所述船舶信息数据帧包括船舶外廓尺寸、航行方向、航行速度中的一项或者多项。