[发明专利]群组无人机协同下的船舶进出港辅助系统

说明书

本发明公开了一种群组无人机协同下的船舶进出港辅助系统，该系统由环境感知模块、数据中央处理模块、通讯模块、信息实时发布模块组成，环境感知模块通过无人机群组实时采集港口航道内碍航物及港口航道的视频影像等数据，结合激光雷达模块重构的航行环境三维地理信息，数据中央处理模块进行数据实时处理，获得船舶进出港口的实时距离、角度、速度、影像、航行环境参数、航行环境三维地理信息、预警信息及进出港安全建议等，通过通讯模块实时传递到岸基港口指挥中心和船舶驾驶台。本发明为海空一体化的立体实时协同进出港辅助系统，适用于各类船舶进出不同规格港口，可实现辅助船舶高效的进出港口水域，适应性广、稳定性好、安全性高、可靠性强。

技术领域

本发明涉及船舶进出港辅助系统，尤其涉及一种群组无人机协同下的船舶进出港辅助系统。

背景技术

在经济全球化的带动下，世界各国间的贸易量持续上升，对货物运输也提出了更高的要求。水路运输由于具有运量大、成本低等优势，在货物运输中起到了越来越关键的作用。港口结构也发生了重大变化，以主枢纽港为核心，地区重要港口为骨干，其他中小港口适当发展的层次格局逐步形成，一批专业化大型散货码头和集装箱港口码头建成。随之，现代船舶也越来越大型化、高速化。一套高效安全的船舶进出港辅助系统对于提升港口繁忙水域交通安全、提升船舶进出港速率、增加港口营运效率、提高经济效益具有重要意义。

大型船舶在进出港口及靠离泊时，会受到风速、风向、流速、流向等复杂水文气象因素的影响，导致船舶靠岸速度过快或角度过大，进而造成船舶撞击港口码头设施和装卸设备等安全事故，不仅产生巨大的经济损失，甚至还可能造成人员伤亡。为了增加大型船舶靠泊的安全性和有效性，人们投入了大量精力进行大型船舶靠泊辅助系统的研发。以前的靠泊辅助系统大都是岸基产品，但是岸基靠泊辅助系统存在一定的局限性，如声波靠泊系统易受到水面波和底部反射波的影响；雷达靠泊系统易受障碍物的影响；激光靠泊系统易受光线的散射、杂散光线的干扰等。

现有专利(专利申请号：201010158186.5)辅助系统的缺陷在于：只能利用激光传感器、摄像机、GPS等完成辅助靠泊，不能结合群组无人机协同完成船舶进出港及靠离泊整个过程。本发明针对现有专利的缺点，提出一种群组无人机协同下的船舶进出港辅助系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种群组无人机协同下的船舶进出港辅助系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种群组无人机协同下的船舶进出港辅助系统，包括：

环境感知模块，包括搭载在无人机群组上的机载高清摄像头，激光雷达，船载高清摄像机，岸基高清摄像机，船载AIS和船载GPS；

搭载在无人机群组上的机载高清摄像头，用于实时监控进出港船舶周围的航行环境，通过无人机群组协同感知船舶进出港过程中的船舶航行环境信息，实时采集港口航行环境视频影像数据；

激光雷达，用于结合无人机群组及船舶船载高清摄像机采集的视频影像和船载雷达的影像对包括港口航道及设施的航行环境进行三维地理信息重构；

船载高清摄像机和岸基高清摄像机，用于采集船舶进出港口的实时视频，及四架无人机组成搭载的高清摄像头可实现船舶进出港口动态可视化；

船载AIS和船载GPS，用于采集船舶进出港口的静态及动态信息，如实时的船位、航速、航向等信息；

数据中央处理模块，用于对环境感知模块所得数据进行实时处理，获得船舶进出港口的实时距离，角度，速度，影像，风、流、潮汐等航行环境参数，航行环境三维地理信息，并对处理信息进行统计获得预警信息及进出港安全建议；

通讯模块，用于将处理信息实时传递到岸基港口指挥中心和船舶驾驶台，从而辅助船舶进出港口；