[发明专利]一种基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统

说明书

本发明提出了一种基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统，涉及船舶航行技术领域。该系统包括：船载前置侧扫声呐采集模块用于采集河床地形数字点云数据。立体视图生成模块用于根据数字点云数据生成船舶正前方河床的3D立体点云视图。通航检测模块用于将3D立体点云视图与标准航道理论尺度进行对照得到对照结果。专用船数据获取模块用于获取侧扫声呐扫测河床地形的实测数据。航道尺度数据计算模块用于得到航道尺度数据。航道尺度数据校验模块用于利用标准航道理论尺度对航道尺度数据进行核验。该系统根据船载侧扫声呐的实测数据得到船舶正前方的航道尺度数据，当船舶通过某个限制水域时，对航道尺度数据进行核验，以确定船舶能否通过。

技术领域

本发明涉及船舶航行技术领域，具体而言，涉及一种基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统。

背景技术

随着水下声呐技术的发展，单波束、多波束以及侧扫声呐技术的不断进步，数字点云成像技术，使得河床、海床地形测量成果更直观、更立体的在屏幕上展示。这些测量数据，目前只能在采集后输入到专业系统处理后，才能用于航道技术条件的确定分析和限制性水域船舶通行条件的研判。在人工智能高度发达的今天，这样的工作流程已经严重落后于时代。运用人工智能技术把当场采集的河床地形数据进行属性归类、去伪存真，实时测得航宽、航深，曲率半径、富裕水深等实际航道尺度数据，与标准航道尺度对比检验有无碍航因素，用人工智能技术对比识别，检测航道通畅状况已是大势所趋。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统，其能够实时反映船舶航行前方水域的航道条件，避免出现搁浅、碰撞等海事事故，以保证航行安全。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统，其包括船载前置侧扫声呐采集模块、立体视图生成模块、通航检测模块、专用船数据获取模块、航道尺度数据计算模块和航道尺度数据校验模块；

船载前置侧扫声呐采集模块用于对船舶航行的正前方进行扫测，以采集河床地形及水下碍航物体的数字点云数据；

立体视图生成模块用于根据数字点云数据生成船舶航线正前方的河床地形3D立体点云视图；

通航检测模块用于将3D立体点云视图与标准航道理论尺度进行对照得到对照结果，并根据对照结果进行对应提示；

所述专用船数据获取模块用于以设置在专用船船头的侧扫声呐换能器为原点建立独立坐标系，并获取专用船正前方河床地形及碍航物体轮廓的实测数据，所述实测数据包括GPS的定位数据、定向数据、授时数据和RTK的高程数据；

所述航道尺度数据计算模块用于根据所述数字点云数据、所述定位数据、所述定向数据、所述高程数据和所述授时数据得到在所述独立坐标系中的实际河床地形信息数据，并通过地理信息系统将所述实际河床地形信息数据换算成大地坐标系中的地理信息数据，以得到所测航段内实际航道尺度数据；

航道尺度数据校验模块用于以航道理论中心线为轴，利用标准航道理论尺度对实际航道尺度数据进行核验，以检验航道尺度数据是否达标。

在本发明的一些实施例中，上述基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统还包括：

姿态采集模块，用于采集船舶的当前航行姿态数据；

姿态纠偏模块，用于以船舶的三维轴线为基准，对当前航行姿态数据进行纠偏。

在本发明的一些实施例中，上述基于声呐技术的航道尺度检测和船舶航行监测系统还包括：

标准航道理论尺度得到模块，用于根据标准航道宽度、标准深度和标准曲率半径得到标准航道理论尺度；

理论几何空间建立模块，用于根据标准航道理论尺度，在三维空间内建立理论几何空间。