RU2795847C1 - Method and system for detecting objects in water for small boats - Google Patents
Method and system for detecting objects in water for small boats Download PDFInfo
- Publication number
- RU2795847C1 RU2795847C1 RU2021136668A RU2021136668A RU2795847C1 RU 2795847 C1 RU2795847 C1 RU 2795847C1 RU 2021136668 A RU2021136668 A RU 2021136668A RU 2021136668 A RU2021136668 A RU 2021136668A RU 2795847 C1 RU2795847 C1 RU 2795847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control unit
- camera
- data
- water
- objects
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к судостроению, в частности к навигационным системам, используемым на маломерных судах. Известны различные навигационные системы, в том числе и оптические радиолокационные системы, направленные на обнаружение и предупреждение о крупногабаритных объектах встречных судов. Это является недостатком данных систем, так как они не позволяют - определить малогабаритные предметы, находящиеся в воде, в частности, затопленные деревья, бревна, доски, люди, мусор, погибшие животные лоси, олени, медведи и т.д. Необходимость разработки способа и системы обнаружения предметов воде для маломерного судна так же еще связана с тем, что при движении маломерного судна часто поднимается его носовая часть, тем более в режиме выхода на глиссирование, и судоводитель чаще всего находится либо в средней, либо в кормовой части, что существенно снижает видимость. Также данное решение будет актуально и в сумерках и в условиях плохой видимости - туман, дождь, волнение.The invention relates to shipbuilding, in particular to navigation systems used on small boats. There are various navigation systems, including optical radar systems, aimed at detecting and warning about large objects of oncoming ships. This is a disadvantage of these systems, since they do not allow - to determine small-sized objects in the water, in particular, flooded trees, logs, boards, people, garbage, dead animals, moose, deer, bears, etc. The need to develop a method and system for detecting objects in water for a small vessel is also related to the fact that when a small vessel moves, its bow often rises, especially in the planing mode, and the navigator is most often located either in the middle or in the stern which greatly reduces visibility. Also, this decision will be relevant at dusk and in conditions of poor visibility - fog, rain, excitement.
Ближайшим аналогом можно считать решение KR2020050808A(KR20200050808(A)) «SYSTEM FOR PREDICTING DEGREE OF COLLISION RISK AND GUIDING SAFE VOYAGE ROUTE THROUGH FUSING NAVIGATION SENSOR INSIDE SHIP AND IMAGE INFORMATION» (СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ РИСКА СТОЛКНОВЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОГО МАРШРУТА ПУТЕШЕСТВИЯ С ПОМОЩЬЮ ОБЪЕДИНЕНИЯ НАВИГАЦИОННОГО ДАТЧИКА ВНУТРИ СУДНА И ИНФОРМАЦИИ ОБ ИЗОБРАЖЕНИИ) с приоритетом от 02.11.2018. Известное решение раскрывает, объединение данных бортового навигационного датчика и информации изображения, передачу данных на блок управления, прогнозирование риска столкновения и оценка прогнозируемой точки столкновения в соответствии с информацией об азимуте и расстоянии до другого судна с помощью системы безопасного навигационного управления и на основании информации с датчика положения, установленного на другом корабле, предупреждение о столкновении, и разработку пути обхода.The closest analogue is the solution KR2020050808A(KR20200050808(A)) "SYSTEM FOR PREDICTING DEGREE OF COLLISION RISK AND GUIDING SAFE VOYAGE ROUTE THROUGH FUSING NAVIGATION SENSOR INSIDE SHIP AND IMAGE INFORMATION" COLLISIONS AND DEFINITIONS OF A SAFE TRAVEL ROUTE USING NAVIGATION COMBINATION INBOARD SENSOR AND IMAGE INFORMATION) with priority from 02.11.2018. The known solution discloses combining on-board navigation sensor data and image information, transmitting data to the control unit, predicting the risk of collision and estimating the predicted collision point in accordance with information about the azimuth and distance to another vessel using a safe navigation control system and based on information from the sensor position set on another ship, collision warning, and development of a bypass route.
Недостатком данного решения является невозможность определения в воде во время движения маломерного судна малогабаритных объектов, имеющих малый видимый над поверхностью воды силуэт и большую незаметную часть под поверхностью, по характерным оптическим искажениям, возникающим при их обтекании водой, затопленные деревья, доски и т.д. предупреждения и предотвращения столкновения. Обязательное наличие на определяемом объекте заранее установленного блока автоматической идентификации. Невозможность определения объектов по характерным оптическим искажениям, возникающим при их обтекании водой.The disadvantage of this solution is the impossibility of determining in the water during the movement of a small vessel small-sized objects that have a small silhouette visible above the water surface and a large inconspicuous part below the surface, according to the characteristic optical distortions that occur when they flow around water, flooded trees, boards, etc. collision warning and avoidance. Mandatory availability of a pre-installed automatic identification block on the object being determined. The impossibility of identifying objects by the characteristic optical distortions that occur when they flow around water.
Задачей заявленного решения является разработка способа обнаружения в воде во время движения маломерного судна малогабаритных объектов, имеющих малый видимый над поверхностью воды силуэт и большую незаметную часть под поверхностью, по характерным оптическим искажениям, возникающим при их обтекании водой, затопленные деревья, доски и т.д. предупреждения и предотвращения столкновения. Также разработка системы для осуществления способа.The objective of the claimed solution is to develop a method for detecting in the water during the movement of a small vessel small-sized objects that have a small silhouette visible above the water surface and a large inconspicuous part below the surface, by characteristic optical distortions that occur when they flow around water, flooded trees, boards, etc. . warning and collision avoidance. Also, the development of a system for implementing the method.
Для решения поставленной задачи разработана система фиг. 2 включающая взаимосвязанные между собой, блок видеокамер (1), блок управления (2) с установленным программным обеспечением, например, в виде персонального устройства связи и/или дисплей с системным блоком, блок оповещения, в частном случае блок управления и связи с мотором (3).To solve this problem, the system of Fig. 2 including interconnected, a video camera unit (1), a control unit (2) with installed software, for example, in the form of a personal communication device and / or a display with a system unit, an alert unit, in a particular case, a control unit and communication with the motor ( 3).
В частном случае исполнения система, может включать связанные с блоком управления ИК(инфракрасный) - прожектор и/или УЗ(ультразвуковой) - датчики для уклонения на очень коротких дистанциях (десятки сантиметров) (на изображениях не показаны).In a particular case of execution, the system may include IR (infrared) - searchlight and / or ultrasonic (ultrasonic) - sensors associated with the control unit for avoidance at very short distances (tens of centimeters) (not shown in the images).
Блок видеокамер (1) фиг. 1 включает монокулярную камеру (1.1) с регулируемым фокусом для дальней идентификации, стереокамеру (1.2) для определения точной дистанции и широкоугольную камеру (1.3) для поиска объектов. В частном случае может быть дополнен тепловизором (на изображениях не показаны) связанный с блоком управления. Тепловизор направлен на отнесение обнаруженного объекта к живым или не живым. В качестве живого объекта может выступать:Block of video cameras (1) of Fig. 1 includes a monocular camera (1.1) with adjustable focus for long-range identification, a stereo camera (1.2) for determining the exact distance, and a wide-angle camera (1.3) for searching for objects. In a particular case, it can be supplemented with a thermal imager (not shown in the images) connected to the control unit. The thermal imager is aimed at classifying the detected object as living or non-living. A living object can be:
- человек, плывущий или лежащий на воде отдыхая лицом вверх;- a person floating or lying on the water while resting face up;
- птица, это в основном чайки, утки, реже гуси;- a bird, these are mainly gulls, ducks, less often geese;
- животные, лоси, олени, медведи, крокодилы, и т.д.- animals, moose, deer, bears, crocodiles, etc.
Следует заметить, что в случае, когда человек лежит на воде лицом в верх, визуально он приближен к коряге или бревну, т.е. к неживому предмету.It should be noted that in the case when a person lies on the water face up, visually he is close to a snag or log, i.e. to an inanimate object.
Также в систему внесены следующие действия: при обнаружении тела погибших людей и животных в рамках заявленного решения приравнивают к неживым объектам и дальнейшие действия системы осуществляют как для неживых объектов; при обнаружении птиц в системе установлено - исключение и система не предпринимает никаких действий.Also, the following actions have been introduced into the system: when the bodies of dead people and animals are found, within the framework of the declared decision, they are equated to inanimate objects and further actions of the system are carried out as for inanimate objects; when birds are detected in the system, it is set to an exception and the system does not take any action.
Блок оповещения связанный с блоком управления включает в себя световые и/или звуковые элементы оповещения.The notification unit associated with the control unit includes light and/or sound notification elements.
Блок управления и связи с мотором (3) связанный с блоком управления (2) и управляет работой мотора. Связь между элементами системы, может быть проводная и/или беспроводная.The control and communication unit with the motor (3) is connected to the control unit (2) and controls the operation of the motor. Communication between system elements can be wired and/or wireless.
Блок управления (2) выполнен с возможностью обработки данных полученных из блока видеокамер (1), принятия решения по результатам обработки, и выполнения действий в зависимости от полученного результата.The control unit (2) is configured to process the data received from the video camera unit (1), make a decision based on the processing results, and perform actions depending on the result obtained.
Способ обнаружения предметов в воде для маломерного судна включает съемку поверхности воды монокулярной камерой, стереокамерой, широкоугольной камерой, с постоянной передачей данных съемки на блок управления (2) с установленным программным обеспечением, обработку данных, принятия решения по результатам обработки, и выполнения действий в зависимости от полученного результата, например, сигнализацию на блоке, светом и/или светом, и/или звуком, отображение на дисплее данных о координатах обнаруженных малогабаритных объектов (4), траекторию обхода.A method for detecting objects in the water for a small boat includes capturing the water surface with a monocular camera, a stereo camera, a wide-angle camera, with continuous transmission of survey data to a control unit (2) with installed software, processing data, making a decision based on the results of processing, and performing actions depending on from the result obtained, for example, signaling on the block, light and / or light, and / or sound, displaying data on the coordinates of detected small objects (4), bypass trajectory.
В частном случае исполнения на этапе принятия решения происходит самообучение. Процесс подразумевает сбор данных об успешных и неудачных попытках распознавания потенциально опасных объектов с последующей автоматической их классификацией и автоматизированным нахождением новых признаков, уменьшающих такие ошибки с использованием интеллектуальных алгоритмов, например нейронных сетей.In a particular case of execution, self-learning occurs at the decision-making stage. The process involves collecting data on successful and unsuccessful attempts to recognize potentially dangerous objects, followed by their automatic classification and automated finding of new features that reduce such errors using intelligent algorithms, such as neural networks.
Способ дополнительно включает работу ИК-прожектора и/или УЗ-датчиков и/или тепловизора и передачу полученных с них данных на блок управления (2) с дальнейшей обработкой данных и принятия по результатам обработки решением и т.д.The method additionally includes the operation of an IR illuminator and/or ultrasonic sensors and/or a thermal imager and the transfer of the data received from them to the control unit (2) with further data processing and making a decision based on the processing results, etc.
В частном случае способ дополнительно включает возможность автоматического снижения скорости, или полной остановки двигателя мотора (3) маломерного судна (5) фиг. 2.In a particular case, the method additionally includes the possibility of automatically reducing the speed, or completely stopping the engine of the motor (3) of the small boat (5) of FIG. 2.
В результате достигается обнаружение малогабаритных предметов, сигнализирование и предотвращения столкновения.The result is the detection of small objects, signaling and collision avoidance.
Краткое описание поясняющих материалов:Brief description of explanatory materials:
фиг. 1 - схематичное изображение блока видеокамер;fig. 1 is a schematic representation of a block of video cameras;
фиг. 2 - схематичное изображение процесса обнаружения малогабаритных предметов в воде.fig. 2 is a schematic representation of the process of detecting small objects in water.
Краткое описание конструктивных элементов.Brief description of structural elements.
1 - блок видеокамер;1 - block of video cameras;
1.1 - монокулярная камера;1.1 - monocular camera;
1.2 - стереокамера;1.2 - stereo camera;
1.3 - широкоугольная камера;1.3 - wide-angle camera;
2 - блок управления;2 - control unit;
3 - мотор;3 - motor;
4 - малогабаритный предмет;4 - small-sized object;
4.1 - человек;4.1 - man;
5 - маломерное судно.5 - small boat.
Осуществление и примеры реализации изобретения.Implementation and examples of the invention.
На маломерное судно, например, катер устанавливают элементы заявленной системы, а именно взаимосвязанные между собой, блок видеокамер (1), блок управления (2) с установленным программным обеспечением, например, в виде персонального устройства связи и/или дисплей с системным блоком, блок оповещения, в частном случае блок управления и связи с мотором (3). Приводят систему в рабочее состояние и выходят на воду. В процессе нахождения на воде производят съемку поверхности воды монокулярной камерой, стереокамерой, широкоугольной камерой, с постоянной передачей данных съемки на блок управления (2) с установленным программным обеспечением, обработку данных, принятия решения по результатам обработки, и выполнения действий в зависимости от полученного результата, например, сигнализацию на блоке, светом и/или светом, и/или звуком, отображение на дисплее данных о координатах обнаруженных малогабаритных объектов (4), траекторию обхода.On a small vessel, for example, a boat, elements of the claimed system are installed, namely interconnected, a video camera unit (1), a control unit (2) with installed software, for example, in the form of a personal communication device and / or a display with a system unit, a unit alerts, in particular the control unit and communication with the motor (3). They bring the system into working condition and go to the water. In the process of being on the water, the water surface is filmed with a monocular camera, a stereo camera, a wide-angle camera, with a constant transmission of the survey data to the control unit (2) with installed software, data processing, decision making on the results of processing, and performing actions depending on the result obtained. , for example, an alarm on the block, by light and / or light, and / or sound, displaying on the display data on the coordinates of detected small objects (4), bypass trajectory.
Так, например, в зону видимости указанных камер попадает плохо видимый над поверхностью воды силуэт (4.1). При обработке данных, полученных с камер, распознают его наличие, по характерным оптическим искажениям, возникающим при их обтекании водой, например, прерывание волн, иные волны с меньшей высотой, чем большинство волн на поверхности воды. Подается сигнализация на блоке оповещения, светом и/или светом, и/или звуком, о также отображение на дисплее данных о координатах обнаруженного малогабаритного объекта (4), (4.1), траекторию обхода.So, for example, a silhouette (4.1) that is poorly visible above the water surface falls into the visibility zone of these cameras. When processing data received from cameras, its presence is recognized by the characteristic optical distortions that occur when water flows around them, for example, wave interruption, other waves with a lower height than most waves on the water surface. An alarm is given on the notification unit, by light and / or light, and / or sound, and also the display of data on the coordinates of the detected small object (4), (4.1), the bypass trajectory.
В случае наличия тепловизора, тепловизором определяют, живой объект или нет. Если это человек или животное, подается сигнализация на блоке оповещения, светом и/или светом, и/или звуком, о также отображение на дисплее данных о координатах обнаруженного малогабаритного объекта (4), (4.1), траекторию обхода. Если это птица, то система ее игнорирует, так как изначально птицы поставлены в исключение.In the case of a thermal imager, a thermal imager determines whether an object is alive or not. If it is a person or an animal, an alarm is given on the notification unit, by light and / or light, and / or sound, and also the display of data on the coordinates of the detected small object (4), (4.1), the bypass trajectory. If it is a bird, then the system ignores it, since birds are initially set to an exception.
В частном случае исполнения на этапе принятия решения происходит самообучение.In a particular case of execution, self-learning occurs at the decision-making stage.
В частном случае способ дополнительно включает работу ИК-прожектора и/или УЗ-датчиков и/или тепловизора и передачу полученных с них данных на блок управления (2) с дальнейшей обработкой данных и принятия по результатам обработки решением и т.д.In a particular case, the method additionally includes the operation of an IR illuminator and / or ultrasonic sensors and / or a thermal imager and the transfer of the data received from them to the control unit (2) with further processing of the data and making a decision based on the results of processing, etc.
В частном случае если способ дополнительно включает возможность автоматического снижения скорости, или полной остановки двигателя мотора (3) маломерного судна (5) фиг. 2, то система автоматически снижает скорость или полностью останавливается, например, для оказания помощи человеку, оказавшемуся более чем 100 м от берега, или как минимум выяснения нужна ли ему помощь. При невозможности оказать помощь система передает координаты объекта на береговые службы.In a particular case, if the method additionally includes the possibility of automatically reducing the speed, or completely stopping the engine of the motor (3) of the small boat (5) of Fig. 2, then the system automatically slows down or stops completely, for example, to help a person who is more than 100 m from the coast, or at least to find out if he needs help. If it is impossible to provide assistance, the system transmits the coordinates of the object to the coastal services.
Для совершенствования работы системы посредством обновлений и загрузки собранных данных об успешных и неудачных попытках обнаружения опасных объектов, она может быть подключена к сети интернет, однако присутствует возможность обмена информацией с использованием сменных носителей.To improve the operation of the system by updating and downloading the collected data on successful and unsuccessful attempts to detect dangerous objects, it can be connected to the Internet, but there is the possibility of exchanging information using removable media.
Claims (9)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2795847C1 true RU2795847C1 (en) | 2023-05-12 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN204215036U (en) * | 2014-09-24 | 2015-03-18 | 中国人民解放军镇江船艇学院 | Boats and ships collision prevention device |
CN107330377A (en) * | 2017-06-08 | 2017-11-07 | 暨南大学 | A kind of virtual navigation channel in bridge collision prevention system is built and DEVIATION detection method |
US20170349174A1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-07 | Volvo Car Corporation | Adaptive cruise control system and vehicle comprising an adaptive cruise control system |
CN108764218A (en) * | 2018-07-17 | 2018-11-06 | 江西精骏电控技术有限公司 | Comprehensive pedestrian detecting system |
KR102223363B1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-03-05 | 이상창 | System for automatically berthing ship at pier |
KR102249156B1 (en) * | 2020-07-07 | 2021-05-07 | (주)맵시 | Sailing assistance device using augmented reality image |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN204215036U (en) * | 2014-09-24 | 2015-03-18 | 中国人民解放军镇江船艇学院 | Boats and ships collision prevention device |
US20170349174A1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-07 | Volvo Car Corporation | Adaptive cruise control system and vehicle comprising an adaptive cruise control system |
CN107330377A (en) * | 2017-06-08 | 2017-11-07 | 暨南大学 | A kind of virtual navigation channel in bridge collision prevention system is built and DEVIATION detection method |
CN108764218A (en) * | 2018-07-17 | 2018-11-06 | 江西精骏电控技术有限公司 | Comprehensive pedestrian detecting system |
KR102223363B1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-03-05 | 이상창 | System for automatically berthing ship at pier |
KR102249156B1 (en) * | 2020-07-07 | 2021-05-07 | (주)맵시 | Sailing assistance device using augmented reality image |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101805564B1 (en) | Alarm system for prevent ship collision and method thereby | |
KR102060567B1 (en) | Method and system for recognition of objects near a ship by using deep neural network | |
KR102112000B1 (en) | System for Warning Collision with Marine Bridge and Seaside Facilities based on Radar | |
KR102235787B1 (en) | Device and method for monitoring a berthing | |
US11900668B2 (en) | System and method for identifying an object in water | |
Bloisi et al. | Camera based target recognition for maritime awareness | |
CN110879394A (en) | Unmanned ship radar obstacle avoidance system and method based on motion attitude information | |
KR102265980B1 (en) | Device and method for monitoring ship and port | |
KR102530847B1 (en) | Method and device for monitoring harbor and ship | |
KR102155724B1 (en) | Method and system for risk detection of objects in ships using deep neural networks | |
KR20240046463A (en) | A System for Supporting a Personal Safety and a Sailing Safety Based on an Artificial Intelligence and a Supporting Method with the Same | |
KR102479959B1 (en) | Artificial intelligence based integrated alert method and object monitoring device | |
CN116453276A (en) | Marine wind power electronic fence monitoring and early warning method and system | |
WO2018140549A1 (en) | Line array cameras for a man over board detection system | |
RU2795847C1 (en) | Method and system for detecting objects in water for small boats | |
CN117078953B (en) | Bridge ship collision prevention lightweight multi-stage early warning method based on visual images | |
Bloisi et al. | Integrated visual information for maritime surveillance | |
KR102558387B1 (en) | System and method for providing motion information and size information of ship based on real-time radar image | |
CN115019560A (en) | Management method and system for ship entering and leaving port | |
Petković et al. | Target detection for visual collision avoidance system | |
Hagargund et al. | Implementation of Global Ship Tracking And Monitor System | |
US20240177503A1 (en) | Port district sea line multiple vessel monitoring system and operating method thereof | |
US20240280670A1 (en) | Navigation system and method with continuously updating ml | |
CN118220444B (en) | Light-weight electric unmanned emergency rescue ship, control method, device and storage medium | |
US20240104746A1 (en) | Vessel tracking and monitoring system and operating method thereof |