CN218299068U - 一种船舶全景影像及航行数据全天候记录装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种船舶全景影像及航行数据全天候记录装置，本装置将各数据采集模块与船载AR技术设备相结合，能够全天候识别本船周围船舶的船名、距离、位置、动态视频、航行数据和桥梁、航标、岛屿等物体信息；能够存储记录本船甲板人员及设备的动态视频影像，以及本船驾驶室、机舱、舵机舱、货舱等重要场所人员、设备、显示屏、仪表盘的动态视频信息。在发生事故时，本装置可提供事故现场的影像信息及相关航行数据，有助于主管机关公正、准确地查清事故原因、判明事故责任。本装置还可帮助船员提前规划航线、处理海上威胁，减少海上事故的发生。

Description

一种船舶全景影像及航行数据全天候记录装置

技术领域

本实用新型属于船舶影像信息记录和船舶安全事故取证及证据保全类设备技术领域，具体涉及一种船舶全景影像及航行数据全天候记录装置。

背景技术

随着世界航运业务的迅猛发展，海运事故也频繁发生，海上安全事故造成了人员的重大伤亡和环境的严重污染。诸多海上事故发生后无法取证或取证困难、证据无法保全或证据保全困难等问题，导致海事部门无法公正、公平、准确地判定事故责任并找出事故的真正原因，难以总结事故教训。

目前，船上常用的船载航行数据记录仪(VDR)又称船载航程资料记录仪、航程记录器、船用黑匣子，是一种船舶安全监控设备，主要用于实时采集、记录船舶航行过程中各种静态、动态航行数据，并将最近一段时期的数据保存于存储器。船载航行数据记录仪(VDR)对于事故分析有重要作用，人们可以通过发生事故期间所记录的船舶操作信息、状态信息、雷达图像数据以及船内人员对话、船长与地面的通信联络等分析事故发生的原因，还可以把航行记录仪所记录的信息经处理后送入航海模拟器，重现船舶失事过程，形象的分析事故产生的原因，总结事故教训，对于防范类似事故的发生也起到至关重要的作用。

显而易见，船载航行数据记录仪(VDR)既能提高船舶航行安全性、信息化，又能降低营运成本，对世界航运业的安全与发展起到重要的促进作用。但现有船舶安装的船载航行数据记录仪(VDR)存在以下功能缺陷和不足：

1.不能全天候(尤其在黑夜、浓雾、大风、雨雪等能见度差的恶劣天气)识别周围未装船舶自动识别系统的船舶、桥梁、航标等物体；

2.不能存储记录本船航行全景动态视频，特别是不能存储记录本船发生碰撞、火灾、沉没等事故时的影像视频、时间、位置；

3.不能存储记录本船甲板人员及设备动态影像视频；

4.不能存储记录本船驾驶台、机舱、舵机舱、货舱等重要场所人员、设备、显示屏、仪表盘等影像视频；

5.不能全天候存储记录本船周围船舶船名、距离、位置和动态视频、影像；

6.不能全天候存储记录本船附近航标、桥梁影像等信息。

上述船载航行数据记录仪(VDR)存在功能缺陷和不足，对船舶航行安全产生不利影响，船舶发生事故时取证困难、证据无法保全，不利于客观科学分析事故的原因，公正准确判断事故的责任，不能高质高效地发挥对船舶安全的监控作用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提出一种船舶全景影像及航行数据全天候记录装置。该装置包括：主控制计算机、船舶运行数据采集模块、语音模块、主存储器、备份存储器、备用电源、回放设备、多功能显示器、雷达图像采集模块、船舶自动识别系统数据采集模块、电子海图信息系统数据采集模块、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台、船载AR技术设备、北斗或GPS定位装置、信号处理模块

所述船舶运行数据采集模块安装在船舶驾驶室内，用于记录在多个单元中的信息和参数，其中包括主报警器信息、水密和防火门状况、船体各开口情况、船体压力(包括加速度对船身产生压力)、舵机的操作指令和反馈回应、推进器状态(包括推进方向和推力百分比及每分钟转速)等船舶运行数据。

所述温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块安装在船舶驾驶室内，用于收集温度、风速、风向、测深等传感器采集到的船舶所在水域的气温、风速、风向及龙骨下水的深度等信息。

所述语音模块安装在船舶驾驶室内，用于收集船舶驾驶室录音，以及船舶驾驶室周边的所有声音，特别是人员通话、对话。

所述雷达图像采集模块安装在船舶驾驶室内，用于收集船舶雷达系统采集到的数据。

所述船舶自动识别系统数据采集模块用于采集船舶自动识别系统的数据，获取的数据主要包括：本船舶航行位置、日期、时间、航行速度(包括水上航速及对地速度)、航向以及附近水域船舶的船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料。

所述电子海图信息系统数据采集模块安装在船舶驾驶室内，用于收集电子海图信息。

所述红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台安装在船舶多处位置(包括机舱、甲板、货舱、驾驶室、船舶固定建筑物最高点、船首最前端、船尾最末端等位置)，用于采集本船航行全景动态视频，记录本船发生碰撞、火灾、沉没等事故时的视频、时间、位置，本船甲板人员及设备动态视频，本船驾驶台、机舱、舵机舱、货舱等重要场所人员、设备、显示屏、仪表盘视频，本船周围船舶船名、距离、位置和动态视频，本船附近航标、岛屿、桥梁等影像信息。可通过云台调整拍摄视频的位置，更好地获取上述视频信息。

所述船载AR技术设备安装在船舶驾驶室内部，与雷达图像采集模块、船舶自动识别系统数据采集模块、电子海图信息系统数据采集模块、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台连接，并将各模块采集到的信息有机结合，通过其虚实结合功能在现实图像中叠加虚拟信息自动定位识别视野范围内其他船舶(包括未装船舶自动识别系统的船舶)及附近航标、桥梁、岛屿等目标的距离、位置、状态、风险评估等信息，实现24小时全天候(不受风、霜、雨、雪等自然条件的影响)感知船舶自身和周围环境的相对空间关系。

所述信号处理模块安装在船舶驾驶室内，一端与船舶运行数据采集模块、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块、语音模块、雷达图像采集模块、船舶自动识别系统数据采集模快、电子海图信息系统数据采集模块、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台、船载AR技术设备相连；信号处理模块对各数据采集模块采集到的信息进行数据处理，另一端与主控制计算机相连，并将数据信息传递到主控制计算机。

所述主控制计算机一端与信号处理模块相连，另一端与多功能显示器连接，船员可以通过主控制计算机调取各数据采集模块采集到的信息，并且主控制计算机可以向各数据采集模块发出指令。

所述多功能显示器安装在船舶驾驶室内与主控制计算机相连，用于接收主控制计算机的信息，并调取显示雷达图像采集模块、船舶自动识别系统数据采集模块、电子海图信息系统数据采集模块、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台、船载AR技术设备采集到的信息。

所述主存储器安装在船舶驾驶室内与主控制计算机相连用于存储记录：在船航行过程中，拍摄到的船舶全景动态视频；本船航行过程中视野范围内其他船舶(包括未装船舶自动识别系统的船舶)及附近航标、桥梁、岛屿等目标的距离、位置、状态、风险评估等信息；本船甲板上人员及设备动态视频影像；以及本船驾驶台、机舱、舵机舱、货舱等重要场所人员、设备、显示屏、仪表盘视频影像。

所述备份存储器安装在船舶驾驶室内，与主控制计算机相连，用于备份主存储器内保存的信息，特别是能备份记录本船发生碰撞、火灾、沉没等事故时的视频影像、事故时间、位置以及发生事故前后一段时间内的船舶位置、动态、物理状况、命令和操纵等关键信息，保证事故信息可以不受事故影响妥善保存。

所述回放设备安装在船舶驾驶室内要与备份存储器连接，用于读取备份存储器存储记录的信息，因此不必借助其他设备即可呈现船舶出事前后记录的视频和数据信息。

所述北斗或GPS定位装置与备份存储器相连，在发生事故时可以准确定位本装置的具体位置。

所述备用电源与北斗或GPS定位装置、回放设备、备份存储器相连，在发生事故后可以为备份存储器、回放设备、北斗或GPS定位装置供电，保证其完整记录有关船舶发生事故前后一段时间内的关键信息。

其中，回放设备、北斗或GPS定位装置、备用电源、备份存储器构成本装置的备份存储模块，在发生事故时，本模块可以脱离本装置完整备份存储事故过程中本装置采集到的所有数据信息，并标示本模块的具体位置。

本装置可以使船舶的信息采集真正实现24小时全天候不受风、雾、雨、雪等自然条件的影响，能够全天候(尤其在黑夜、浓雾、大风、雨雪等能见度差的恶劣天气)记录航行数据以及航行的动态视频，本装置实时提供的海上航行数据，可以帮助船舶驾驶人员提前规划船舶航行路线、处理海上威胁，避免海上事故的发生，大大提升船舶航行的安全性。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型装置能够全天候(尤其在黑夜、浓雾、大风、雨雪等能见度差的恶劣天气)记录本船的全景影像及周围附近船舶的实时动态，识别并记录本船周围船舶的船名、距离、位置、航行数据等信息和周围桥梁、航标、岛屿等物体信息。

2.本实用新型装置能存储记录本船发生碰撞、火灾、沉没等事故时的影像视频、时间、位置等信息，可以为事故调查提供更直观、真实、可靠的数据、视频影像等信息支撑，有利于客观科学分析事故的原因，公正准确判断事故的责任。

3.本实用新型装置能够存储记录本船甲板人员及设备的动态视频影像，还能够存储记录本船驾驶台、机舱、舵机舱、货舱等重要场所人员、设备、显示屏、仪表盘的动态视频信息。

4.本实用新型装置提供的航行实时数据，可以帮助船舶驾驶人员提前规划船舶航行路线、处理海上威胁，避免海上事故的发生，大大提升船舶航行的安全性。

附图说明

图1本装置的数据传输系统图；

图2本装置的安装位置示意图；

附图中：1.主控制计算机；2.船舶运行数据采集模块；3.语音模块；4.主存储器；5.备份存储器；6.备用电源；7.回放设备；8.多功能显示器；9.雷达图像采集模块；10.船舶自动识别系统数据采集模块；11.电子海图信息系统数据采集模块；12.温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块；13.红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台；14.船载AR技术设备；15.北斗或GPS定位装置；16.信号处理模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。

一种船舶全景影像及航行数据全天候记录装置，如图1所示，该装置包括：主控制计算机1、船舶运行数据采集模块2、语音模块3、主存储器4、备份存储器5、备用电源6、回放设备7、多功能显示器8、雷达图像采集模块9、船舶自动识别系统数据采集模块10、电子海图信息系统数据采集模块11、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块12、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13、船载AR技术设备14、北斗或GPS定位装置15、信号处理模块16。

如图2所示，主控制计算机1、船舶运行数据采集模块2、语音模块3、主存储器4、备份存储器5、备用电源6、回放设备7、多功能显示器8、雷达图像采集模块9、船舶自动识别系统数据采集模块10、电子海图信息系统数据采集模块11、船载AR技术设备14、北斗或GPS定位装置15均安装在船舶驾驶室内；温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块12安装在甲板、船舱等位置；红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13安装在机舱、甲板、货舱、驾驶室、船舶固定建筑物最高点、船首最前端、船尾最末端等位置。

船舶运行数据采集模块2、语音模块3、雷达图像采集模块9、船舶自动识别系统数据采集模块10、电子海图信息系统数据采集模块11、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块12、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13、船载AR技术设备14均要与信号处理模块16相连实现数据传输，信号处理模块16另一端与主控制计算机1相连实现数据传输；

其中，船载AR技术设备14还与雷达图像采集模块9、船舶自动识别系统数据采集模块10、电子海图信息系统数据采集模块11、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块12、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13相连实现数据传输；

主控制计算机1还要与主存储器4、多功能显示器8、备份存储器5相连；备份存储器5与备用电源6、回放设备7以及北斗或GPS定位装置15相连实现数据传输。

所述船舶运行数据采集模块2用于记录在多个单元中的信息和参数，其中包括主报警器信息、水密和防火门状况、船体各开口情况、船体压力(包括加速度对船身产生压力)、舵机的操作指令和反馈回应、推进器状态等船舶运行数据信息。

所述语音模块3用于收集船舶驾驶室录音，以及船舶驾驶室周边的所有声音，特别是人员通话、对话。

所述雷达图像采集模块9，用于收集船舶雷达系统采集到的数据。

所述船舶自动识别系统数据采集模块10用于采集船舶自动识别系统的数据，其中船舶自动识别系统是一种应用于船和岸、船和船之间的海事安全与通信的新型助航系统，常由VHF通信机、GPS定位仪和与船载显示器及传感器等相连接的通信控制器组成，能自动交换船位、航速、航向、船名、呼号等重要信息。船舶自动识别系统数据采集模块10可以获取本船舶航行位置、日期、时间、航行速度(包括水上航速及对地速度)、航向以及附近水域船舶的船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料。

所述电子海图信息系统数据采集模块11安装在船舶驾驶室内，用于收集电子海图信息。

所述温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块12安装在船舶驾驶室内用于获取温度、风速、风向、测深等传感器采集到的温度、风速、风向及龙骨下水的深度等信息。

所述红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13安装在多个位置，其中包括船舶固定建筑物最高点、船首最前端、船尾最末端等位置，用于采集本船航行全景动态视频，以及视野范围内其他船舶(包括未装船舶自动识别系统的船舶)及附近航标、桥梁、岛屿等目标；安装在甲板上，可拍摄本船甲板人员及设备动态视频；安装在驾驶室内，可拍摄本船驾驶室人员、设备、显示屏、仪表盘动态视频；安装在机舱、舵机舱、货舱等重要场所，可以拍摄本船机舱、舵机舱、货舱等重要场所人员、设备、显示屏、仪表盘视频影像；通过安装在多个位置的红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13，能够拍摄本船发生碰撞、火灾、沉没等事故时的视频。红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13可接收指令调整视频位置角度，获取更佳的拍摄效果。

所述船载AR技术设备14与雷达图像采集模块9、船舶自动du识别系统数据采集模块10、电子海图信息系统数据采集模块11、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13连接，并将各模块采集到的信息有机结合，通过其虚实结合功能在现实图像中叠加虚拟信息自动定位识别视野范围内其他船舶(包括未装船舶自动识别系统的船舶)及附近航标、桥梁、岛屿等目标的距离、位置、状态、风险评估等信息，实现24小时全天候(不受风、霜、雨、雪等自然条件的影响)感知船舶自身和周围环境的相对空间关系。

所述信号处理模块16一端与船舶运行数据采集模块2、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块12、语音模块3、雷达图像采集模块9、船舶自动识别系统数据采集模快10、电子海图信息系统数据采集模块11、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13、船载AR技术设备14相连，信号处理模块16对各数据采集模块采集到的信息进行数据处理，另一端与主控制计算机1相连，并将数据信息传递到主控制计算机1。

所述主控制计算机1用于控制调取各数据采集模块采集到的信息，并且主控制计算机1可以向各数据采集模块发出指令。

所述多功能显示器8用于接收主控制计算机1的信息调取命令显示雷达图像采集模块9、船舶自动识别系统数据采集模块10、电子海图信息系统数据采集模块、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块12、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13及船载AR技术设备14采集到的信息。

所述主存储器4用于存储记录：在船航行过程中，拍摄到的船舶全景动态视频；本船航行过程中视野范围内其他船舶(包括未装船舶自动识别系统的船舶)及附近航标、桥梁、岛屿等目标的距离、位置、状态、风险评估等信息；本船甲板上人员及设备动态视频影像；以及本船驾驶台、机舱、舵机舱、货舱等重要场所人员、设备、显示屏、仪表盘视频影像。

所述备份存储器5用于备份主存储器4内保存的信息，特别是备份记录本船发生碰撞、火灾、沉没等事故时的视频影像、事故时间、位置以及发生事故前后一段时间内的船舶位置、动态、物理状况、命令和操纵等关键信息，保证事故信息可以不受事故影响妥善保存。

所述回放设备7用于读取备份存储器5存储记录的信息，因此不必借助其他设备即可呈现船舶出事前后记录的影响视频及船舶数据信息。

所述北斗或GPS定位装置15与备份存储器5相连，在发生事故时可以准确定位本装置的具体位置。

所述备用电源6在发生事故后可以为备份存储器5、回放设备7、北斗或GPS定位装置15供电，保证其完整记录有关船舶发生事故前后一段时间内的关键信息。

其中，回放设备7、北斗或GPS定位装置15、备用电源6、备份存储器5构成本装置的备份存储模块，在发生事故时，本模块可以脱离本装置完整备份存储事故过程中本装置采集到的所有数据信息，并标示本模块的具体位置。

本装置的数据传输首先经过船舶运行数据采集模块2、语音模块3、雷达图像采集模块9、船舶自动识别系统数据采集模块10、电子海图信息系统数据采集模块11、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块12、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台13、船载AR技术设备14的数据采集，随后信号处理模块16对采集到的数据进行处理传递到主控制计算机1，主控制计算机将数据信息传递到多功能显示器8显示，并且主控制计算机将数据信息存储主存储器4备份存储器5，另外备用电源6、回放设备7、北斗或GPS定位装置15与备份存储器5之间也有数据传输。

综上所述，本装置能够全天候识别周围船舶以及周围未装船舶自动识别系统的船舶、桥梁、航标、岛屿等物体的相关信息，还能记录本船的人员及设备的动态视频影像，特别是能存储记录：本船发生碰撞、火灾、沉没等事故时的视频、时间、位置；以及本船甲板人员及设备、驾驶台、机舱、舵机舱、货舱等重要场所人员、设备、显示屏、仪表盘视频影像；还能记录存储本船周围船舶的船名、距离、位置和动态视频，以及本船附近航标、岛屿、桥梁等影像信息。

本装置可以为船舶发生事故后的事故调查提供更直观、真实、可靠的数据、影像等信息支撑；本装置使船舶的真正实现24小时全天候采集信息，不受风、雾、雨、雪等自然条件的影响，能够全天候(尤其在黑夜、浓雾、大风、雨雪等能见度差的恶劣天气)识别周围未装船舶自动识别系统的船舶、航标、岛屿、桥梁等物体，解决了现有的技术中存在的问题，具有较大的实际应用价值。

以上所述仅是本实用新型的优先实施方式，但实现时不受上述实施例限制，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种船舶全景影像及航行数据全天候记录装置，其特征在于：该装置包括主控制计算机(1)、船舶运行数据采集模块(2)、语音模块(3)、主存储器(4)、备份存储器(5)、备用电源(6)、回放设备(7)、多功能显示器(8)、雷达图像采集模块(9)、船舶自动识别系统数据采集模块(10)、电子海图信息系统数据采集模块(11)、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块(12)、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台(13)、船载AR技术设备(14)、北斗或GPS定位装置(15)、信号处理模块(16)；

船舶运行数据采集模块(2)、语音模块(3)、雷达图像采集模块(9)、船舶自动识别系统数据采集模块(10)、电子海图信息系统数据采集模块(11)、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块(12)、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台(13)、船载AR技术设备(14)均要与信号处理模块(16)相连实现数据传输，信号处理模块(16)另一端与主控制计算机(1)相连实现数据传输；

其中，船载AR技术设备(14)与雷达图像采集模块(9)、船舶自动识别系统数据采集模块(10)、电子海图信息系统数据采集模块(11)、温度、风速、风向、测深等传感器数据采集模块(12)、红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台(13)相连实现数据传输；

主控制计算机(1)与主存储器(4)、多功能显示器(8)、备份存储器(5)相连；备份存储器(5)与备用电源(6)以及北斗或GPS定位装置(15)相连，备份存储器(5)尤其能存储记录本船发生碰撞、火灾、沉没等事故时的影像视频、时间、位置等信息。

2.根据权利要求1所述的一种船舶全景影像及航行数据全天候记录装置，其特征在于：所述主控制计算机(1)、船舶运行数据采集模块(2)、语音模块(3)、主存储器(4)、备份存储器(5)、备用电源(6)、回放设备(7)、多功能显示器(8)、雷达图像采集模块(9)、船舶自动识别系统数据采集模块(10)、电子海图信息系统数据采集模块(11)、船载AR技术设备(14)、北斗或GPS定位装置(15)均安装在船舶驾驶室内；

所述红外热成像摄像机和高清可见光摄像机及云台(13)安装在机舱、甲板、货舱、驾驶室、船舶固定建筑物最高点、船首最前端、船尾最末端等位置，用于获取本船甲板人员及设备的动态视频影像，本船驾驶台、机舱、舵机舱、货舱等重要场所人员、设备、显示屏、仪表盘的动态视频信息。

3.根据权利要求1所述的一种船舶全景影像及航行数据全天候记录装置，其特征在于：所述船载AR技术设备(14)将雷达图像采集模块(9)、船舶自动识别系统数据采集模块(10)、电子海图信息系统数据采集模块(11)采集到的信息有机结合，记录本船全景实时动态及周围附近船舶的实时动态，并通过AR技术设备(14)的虚实结合功能在现实图像中叠加虚拟信息全天候自动定位识别显示视野范围内其他船舶，包括未装船舶自动识别系统的船舶及附近航标、桥梁、岛屿等目标的距离、位置、状态、风险评估等信息。

Images