專利名稱：航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置。
背景技術(shù)：
目前水上航標(biāo)大都只具有定位、指示航道的功能，沒(méi)有其它一些特殊防范功能，船舶在海上航行，經(jīng)常會(huì)由于值班駕駛員疏忽瞭望或船舶操縱性不好的原因，致使船舶碰撞航標(biāo)，造成海上航標(biāo)破損。相應(yīng)部門不能及時(shí)得到關(guān)于航標(biāo)損壞的消息，不僅損失了航標(biāo)， 抓不到肇事船舶，還對(duì)航行安全造成重大威脅。因此，尋求一種防止海上船舶碰撞航標(biāo)的良好方法是非常必要的。現(xiàn)今雷達(dá)技術(shù)、攝像技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都有了很大提高，毫米波雷達(dá)的研究也已接近成熟，可以檢測(cè)到中近距離的船舶，攝像機(jī)對(duì)近距離船舶錄像的清晰度也很好，現(xiàn)有毫米波雷達(dá)和攝像機(jī)都能夠滿足小型化，而且可以進(jìn)行三百六十度的監(jiān)控。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也能覆蓋大片近岸海域，對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸提供了很大的便利。根據(jù)上述基礎(chǔ)，為一種新型的航標(biāo)防碰撞雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)提供了支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研制一種安裝便捷、使用靈活的海上航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下一種航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置，包括燈具、GPS定位儀和電氣勞損監(jiān)測(cè)裝置；其特征在于還包括用于監(jiān)測(cè)航標(biāo)周圍危險(xiǎn)船舶距航標(biāo)的距離的雷達(dá)探測(cè)裝置；用于對(duì)航標(biāo)周圍現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行拍攝的攝像頭；用于對(duì)雷達(dá)探測(cè)裝置采集的信號(hào)進(jìn)行處理的雷達(dá)信號(hào)處理器；用于以無(wú)線的方式發(fā)送或接收信息的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置；用于對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理器傳回的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行判斷處理當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到初級(jí)預(yù)警距離時(shí)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置將該航標(biāo)與危險(xiǎn)船舶的距離發(fā)送到航標(biāo)局的控制中心進(jìn)行初級(jí)預(yù)警；當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到中期警報(bào)距離時(shí)啟動(dòng)攝像頭開(kāi)始對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行拍照取證，同時(shí)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置將該航標(biāo)與危險(xiǎn)船舶的距離以及拍攝的危險(xiǎn)船舶照片發(fā)送到航標(biāo)局的控制中心進(jìn)行再次預(yù)警；當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到碰撞距離時(shí)，攝像頭對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行持續(xù)拍照，直至遠(yuǎn)離警報(bào)區(qū)域?yàn)橹沟膯纹瑱C(jī)；上述各連接單元數(shù)據(jù)連接。還包括同單片機(jī)相連接，用于對(duì)攝像頭拍攝的角度和焦距進(jìn)行控制的攝像頭自動(dòng)控制器。所述攝像頭為紅外夜視攝像頭，并能夠在水平面進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)；所述雷達(dá)探測(cè)裝置為毫米波雷達(dá)。
所述單片機(jī)通過(guò)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到危險(xiǎn)船舶距離本航標(biāo)達(dá)到中期預(yù)警距離時(shí)， 單片機(jī)控制航標(biāo)上的燈具進(jìn)行閃爍報(bào)警。所述無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置通過(guò)3G或⑶MA網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在原理上設(shè)置了多級(jí)距離警戒值，首先是初級(jí)預(yù)警，其次是第二級(jí)報(bào)警，最后是第三級(jí)報(bào)警，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)攝像，并實(shí)施報(bào)警，第一次的報(bào)警起提醒和警示作用，指揮中心的報(bào)警信號(hào)只響二次，第二、三次是連續(xù)報(bào)警，直到發(fā)生碰撞或者船舶與航標(biāo)的距離恢復(fù)到三次預(yù)警距離以外。本發(fā)明在航標(biāo)上安裝了毫米波雷達(dá)和紅外夜視攝像裝置，毫米波雷達(dá)可對(duì)靠近航標(biāo)的危險(xiǎn)船舶進(jìn)行距離測(cè)定。安裝的攝像裝置對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行攝像。安裝的無(wú)線收發(fā)裝置可以將報(bào)警和視頻信號(hào)傳回航標(biāo)局控制中心。安裝的設(shè)備體型小，對(duì)航標(biāo)的結(jié)構(gòu)形狀和浮態(tài)影響小。而且在原有航標(biāo)的基礎(chǔ)上安裝，方便簡(jiǎn)潔，節(jié)省資金，適于在航標(biāo)領(lǐng)域廣泛推廣。


圖1是本發(fā)明所述航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置在航標(biāo)上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置在航標(biāo)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是雷達(dá)和攝像裝置的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸原理圖；圖4是電源供電方式示意圖；圖5是控制中心對(duì)航標(biāo)上各電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)方式示意圖。圖中1、雷達(dá)探測(cè)裝置，2、攝像頭，3、雷達(dá)信號(hào)處理器，4、單片機(jī)，5、攝像頭自動(dòng)控制器，6、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，7、電氣勞損監(jiān)測(cè)裝置。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明利用雷達(dá)測(cè)距原理，通過(guò)單片機(jī)測(cè)算出船舶與航標(biāo)之間距離，當(dāng)船舶與航標(biāo)距離小于各級(jí)警戒值時(shí)，預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警并可以通過(guò)攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，將所收集的報(bào)警數(shù)據(jù)和采集的圖像信息集中傳輸，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送回航標(biāo)處指揮中心，作為確定肇事船的證據(jù)。本發(fā)明能在一定程度上警示船舶防止其對(duì)航標(biāo)的碰撞，而且能對(duì)發(fā)生碰撞的現(xiàn)場(chǎng)做相應(yīng)的圖像采集工作，方便航標(biāo)局對(duì)海上航標(biāo)的管理。如圖1和圖2所示的航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置，包括燈具、GPS定位儀和電氣勞損監(jiān)測(cè)裝置7 用于監(jiān)測(cè)航標(biāo)周圍危險(xiǎn)船舶距航標(biāo)的距離的雷達(dá)探測(cè)裝置1 ；用于對(duì)航標(biāo)周圍現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行拍攝的攝像頭2 ；用于對(duì)雷達(dá)探測(cè)裝置采集的信號(hào)進(jìn)行處理的雷達(dá)信號(hào)處理器3 ；用于以無(wú)線的方式發(fā)送或接收信息的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置6 ； 用于對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理器3傳回的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行判斷處理當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到初級(jí)預(yù)警距離時(shí)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置6將該航標(biāo)與危險(xiǎn)船舶的距離發(fā)送到航標(biāo)局的控制中心進(jìn)行初級(jí)預(yù)警；當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到中期警報(bào)距離時(shí)啟動(dòng)攝像頭開(kāi)始對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行拍照取證，同時(shí)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置6將該航標(biāo)與危險(xiǎn)船舶的距離以及拍攝的危險(xiǎn)船舶照片發(fā)送到航標(biāo)局的控制中心進(jìn)行再次預(yù)警；當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到碰撞距離時(shí)，攝像頭對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行持續(xù)拍照，直至遠(yuǎn)離警報(bào)區(qū)域?yàn)橹?；上述各連接單元數(shù)據(jù)連接。還包括同單片機(jī)4相連接，用于對(duì)攝像頭拍攝的角度和焦距進(jìn)行控制的攝像頭自動(dòng)控制器5。其中攝像頭2為紅外夜視攝像頭，即在普通的攝像頭內(nèi)安裝紅外線探測(cè)裝置，不僅在白天能夠獲得良好的錄像效果，黑夜里仍可對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行錄像取證，并能夠在水平面進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)；所述雷達(dá)探測(cè)裝置1為毫米波雷達(dá)，適應(yīng)全天候工作模式，可在霧、雨、 雪、夜等各種惡劣的氣象環(huán)境條件下工作。工作波段為毫米波段，探測(cè)距離可達(dá)到150米； 單片機(jī)4通過(guò)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到危險(xiǎn)船舶距離本航標(biāo)達(dá)到中期預(yù)警距離時(shí)，單片機(jī)4控制航標(biāo)上的燈具進(jìn)行閃爍報(bào)警，用于提醒靠近船只，無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置6通過(guò)3G或CDMA網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，適應(yīng)海上惡劣環(huán)境及遠(yuǎn)程距離數(shù)據(jù)傳送。雷達(dá)探測(cè)裝置1、攝像頭2及無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置6安裝于航標(biāo)水線以上部分架體的上部處；雷達(dá)信號(hào)處理器3、單片機(jī)4、 攝像頭自動(dòng)控制器5和電氣勞損監(jiān)測(cè)裝置7安裝于航標(biāo)水線以上部分架體下部的水密空間內(nèi)。為確保監(jiān)控中心能對(duì)周圍船舶有更為準(zhǔn)確和及時(shí)的監(jiān)視，并且擺脫水平視角盲區(qū)的問(wèn)題，可以采用4 6部雷達(dá)傳感器，以相等的間隔安置于航標(biāo)水線以上部分架體的上部處。如圖3所示，毫米波雷達(dá)的探測(cè)裝置和信號(hào)處理裝置之間使用有線數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)。攝像頭和攝像頭自動(dòng)控制裝置同樣是用有線數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)的。如圖4所示，航標(biāo)使用太陽(yáng)能電池、市電和免維護(hù)蓄電池做電源，兩者是通過(guò)有線方式將電能傳送入各用電設(shè)備，為其供電的。如圖5所示，各電器設(shè)備在工作過(guò)程中均會(huì)出現(xiàn)一定的勞損狀況，需要設(shè)置電氣檢測(cè)裝置對(duì)各電器設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果傳入無(wú)線收發(fā)裝置，通過(guò)無(wú)線公用網(wǎng)絡(luò)傳回航標(biāo)管理指揮中心。本發(fā)明航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置創(chuàng)新工作流程為1、雷達(dá)發(fā)射器實(shí)時(shí)向航標(biāo)周圍發(fā)射雷達(dá)波，通過(guò)雷達(dá)傳感器監(jiān)測(cè)航標(biāo)周圍一定距離內(nèi)是否存在危險(xiǎn)船舶，利用單片機(jī)系統(tǒng)控制預(yù)先對(duì)毫米波雷達(dá)的探測(cè)距離設(shè)置三級(jí)距離警戒值，初級(jí)預(yù)警設(shè)置為50米，當(dāng)危險(xiǎn)船舶與航標(biāo)之間距離小于50米時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)初級(jí)預(yù)警，其雷達(dá)探測(cè)到的信號(hào)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī)初級(jí)處理后，通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸裝置將其傳到航標(biāo)局的控制中心，在基于GIS的開(kāi)發(fā)界面上顯示該航標(biāo)與危險(xiǎn)船舶的距離可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控并提出初次警告。2、設(shè)置中期警報(bào)距離為30米，當(dāng)距離到達(dá)30m長(zhǎng)度時(shí)，系統(tǒng)再次發(fā)出報(bào)警作為警
告提不。3、距離縮短到15m時(shí)航標(biāo)及服務(wù)界面開(kāi)始發(fā)生碰撞報(bào)警，并通過(guò)相應(yīng)的軟件程序?qū)κ占降奈ｋU(xiǎn)船舶信息(距離，速度、方向)進(jìn)行分析看是否會(huì)發(fā)生碰撞，同時(shí)啟動(dòng)攝像頭(2)開(kāi)始對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行拍照取證。攝像頭的水平、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)由攝像頭自動(dòng)控制裝置控制完成。三級(jí)報(bào)警為lm，當(dāng)危險(xiǎn)船舶與航標(biāo)的距離小于1米時(shí)，就認(rèn)為發(fā)生碰撞。系統(tǒng)將鎖定該危險(xiǎn)船舶對(duì)其利用攝像頭繼續(xù)取證，直到遠(yuǎn)離警報(bào)區(qū)域。4、若航標(biāo)與船舶之間發(fā)生了碰撞，則紅外夜視攝像頭所拍攝的視頻信號(hào)將會(huì)通過(guò)有線數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綗o(wú)線收發(fā)裝置內(nèi)，在無(wú)線收發(fā)裝置內(nèi)將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成電磁波信號(hào)，利用公用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送回航標(biāo)局的控制中心。5、這時(shí)航標(biāo)管理指揮中心可利用無(wú)線接收裝置接收的視頻信息及船舶航行數(shù)據(jù)， 結(jié)合海事局的船舶航行信息系統(tǒng)確定肇事船舶。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置，包括燈具、GPS定位儀和電氣勞損監(jiān)測(cè)裝置(7)；其特征在于還包括用于監(jiān)測(cè)航標(biāo)周圍危險(xiǎn)船舶距航標(biāo)的距離的雷達(dá)探測(cè)裝置(1)； 用于對(duì)航標(biāo)周圍現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行拍攝的攝像頭(2)； 用于對(duì)雷達(dá)探測(cè)裝置采集的信號(hào)進(jìn)行處理的雷達(dá)信號(hào)處理器(3)； 用于以無(wú)線的方式發(fā)送或接收信息的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置(6)； 用于對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理器(3)傳回的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行判斷處理當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到初級(jí)預(yù)警距離時(shí)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置 (6)將該航標(biāo)與危險(xiǎn)船舶的距離發(fā)送到航標(biāo)局的控制中心進(jìn)行初級(jí)預(yù)警；當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到中期警報(bào)距離時(shí)啟動(dòng)攝像頭開(kāi)始對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行拍照取證，同時(shí)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置(6)將該航標(biāo)與危險(xiǎn)船舶的距離以及拍攝的危險(xiǎn)船舶照片發(fā)送到航標(biāo)局的控制中心進(jìn)行再次預(yù)警；當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到碰撞距離時(shí)，攝像頭對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行持續(xù)拍照，直至遠(yuǎn)離警報(bào)區(qū)域?yàn)橹沟膯纹瑱C(jī)(4)； 上述各連接單元數(shù)據(jù)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置，其特征在于還包括同單片機(jī)(4) 相連接，用于對(duì)攝像頭拍攝的角度和焦距進(jìn)行控制的攝像頭自動(dòng)控制器(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置，其特征在于所述攝像頭(2)為紅外夜視攝像頭，并能夠在水平面進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)；所述雷達(dá)探測(cè)裝置(1)為毫米波雷達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置，其特征在于所述單片機(jī)(4)通過(guò)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到危險(xiǎn)船舶距離本航標(biāo)達(dá)到中期預(yù)警距離時(shí)，單片機(jī)(4)控制航標(biāo)上的燈具進(jìn)行閃爍報(bào)警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置，其特征在于所述無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置(6)通過(guò)3G或CDMA網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種航標(biāo)防碰撞雷達(dá)裝置，包括燈具、GPS定位儀和電氣勞損監(jiān)測(cè)裝置；其特征在于還包括雷達(dá)探測(cè)裝置，攝像頭，雷達(dá)信號(hào)處理器，無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置；通過(guò)單片機(jī)的控制，對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理器傳回的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行判斷處理船舶處于初級(jí)預(yù)警距離時(shí)進(jìn)行初級(jí)預(yù)警；船舶處于中期警報(bào)距離時(shí)啟動(dòng)攝像頭開(kāi)始對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行拍照取證，同時(shí)進(jìn)行再次預(yù)警；當(dāng)雷達(dá)探測(cè)裝置探測(cè)到船舶距離本航標(biāo)達(dá)到碰撞距離時(shí)，攝像頭對(duì)危險(xiǎn)船舶進(jìn)行持續(xù)拍照，直至遠(yuǎn)離警報(bào)區(qū)域?yàn)橹埂Ｔ撗b置具有安裝的設(shè)備體型小，對(duì)航標(biāo)的結(jié)構(gòu)形狀和浮態(tài)影響小。而且在原有航標(biāo)的基礎(chǔ)上安裝，方便簡(jiǎn)潔，節(jié)省資金，適于在航標(biāo)領(lǐng)域廣泛推廣。
文檔編號(hào)G01S13/93GK102490868SQ20111039626
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者余小鳳, 劉瑀, 劉勝, 張繼軍, 李寶玉, 李穎, 田少華 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)