一种基于船联网的细粒度定位方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于船联网的细粒度定位方法和系统，该方法包括：获取船舶的船体结构信息，船体结构信息包括船外区域信息

【技术实现步骤摘要】
一种基于船联网的细粒度定位方法和系统


[0001]本申请属于船舶
，特别涉及一种基于船联网的细粒度定位方法和系统
。

技术介绍

[0002]定位技术是船舶
的一个重要分支，常见船舶定位技术包括天体定位
、
陆标定位
、
卫星定位
、
无线电定位
、
声纳定位
、
基站定位
、
惯定导航定位等等，不同环境不同应用需求则需要不同的海上定位方式，船舶定位技术是船舶
中的技术热点
。
然而现有技术中的上述定位均是一种以船舶为目标的粗粒度概念上的定位，例如，利用全球定位系统（
GPS
）定位技术的船舶自动识别系统（
AIS
）数据定位，其在海上定位的精度在
100m
‑
10m
不等，并能基于
AIS
更新周期实现船舶航行轨迹跟踪
。
船舶定位技术的目标在于定位船舶本身，然而在多种场合下更需要对船舶中的设备
、
结构
、
人员进行细粒度定位，例如在船舶作业时，需要精确定位对应船舶作业设备
、
功能装置；在救援行动时，精确定位船舶人员位置能够显著提升救援效率；在船舶设备维护
、
人员管理过程中，掌握目标的精确位置至关重要，目前以船舶设备
、
结构
、
人员为目标的细粒度定位技术在现有技术中研究较少，效果不佳
。
另外，定位信息是目标的关键和敏感信息，在船舶定位中应当严格确立定位信息的保密性，然而现有技术中对于船舶定位的保密性缺乏相适应的考虑
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于船联网的细粒度定位方法和系统，该方法包括如下步骤：
S110
，获取船舶的船体结构信息，所述船体结构信息包括船外区域信息
、
船内公共区域信息
、
船内保密区域信息中的至少一种；所述船舶的船外区域包括视觉信息定位装置，船内公共区域包括
UWB
定位基站系统，船内保密区域包括出入口识别装置；
S120
，基于所述船舶的船体结构信息构建船体
BIM
模型；基于所述船体结构信息中确定的目标的坐标信息，在所述船体
BIM
模型中标示目标位置，并将船体
BIM
模型输出至船舶中控系统；
S130
，对所述船体结构信息中确定的目标的坐标信息进行数字签名加密，并与获取的船舶
AIS
数据进行融合后，作为
AIS
数据的数据段内容进行广播；
S140
，远程控制系统获取所述
AIS
数据，并解密得到
AIS
数据段对应的所述目标的坐标信息
。
[0004]一实施例中，所述目标的坐标信息的获取方式包括：
S1201
，所述视觉信息定位装置基于采集的视觉信息计算船外区域中目标距离及目标方向，将目标与视觉信息定位装置之间的距离转化为船外区域中的坐标信息；
S1202
，所述
UWB
定位基站系统包括一个或多个信号锚点，并基于目标标签的脉冲信号到达时间或到达时间差进行目标定位，将目标定位转化为船内公共区域中的坐标信息；
S1203
，所述出入口识别装置对目标进入船内保密区域或离开船内保密区域进行识别，若进入保密区域，则确定目标坐标信息为船内保密区域的中心点，若离开保密区域，则由所述
UWB
定位基站系统或视觉信息定位装置确定目标坐标信息
。
[0005]一实施例中，所述在
BIM
模型中标示目标位置包括：预设船舶特定位置为船舶原点，并以船舶原点为坐标原点
、
船舶长度方向为
X
轴
、
船舶高度方向为
Y
轴
、
船舶宽度方向为
Z
轴，建立船舶坐标系
;
将步骤
S1201、
步骤
S1202、
步骤
S1203
中确定的坐标信息作为所述船舶坐标系中的坐标信息；并根据船体
BIM
模型中的船体结构将所述坐标信息转化为目标位置名称信息
。
[0006]一实施例中，所述加密后的坐标信息与
AIS
数据进行融合具体包括：设置目标唯一性标志，基于目标保密程度对目标进行访问分级得到访问权限信息；将访问权限信息作为目标的坐标信息的附加信息与
AIS
数据进行融合；所述解密得到
AIS
数据段对应的所述目标的坐标信息具体包括：校验所述远程控制系统的权限，并基于所述远程控制系统的权限与所述目标中的各部分目标的访问权限信息，确定是否能够获取各部分目标的坐标信息
。
[0007]一实施例中，所述船舶中控系统通过船联网通信与远程控制系统保持目标的坐标信息数据同步；和
/
或，所述远程控制系统基于目标的坐标信息在预先构建的船舶
BIM
模型中展示所述目标
。
[0008]本专利技术还提供一种基于船联网的细粒度定位系统，包括：船体结构确定模块，用于获取船舶的船体结构信息，所述船体结构信息包括船外区域信息
、
船内公共区域信息
、
船内保密区域信息中的至少一种；所述船舶的船外区域包括视觉信息定位装置，船内公共区域包括
UWB
定位基站系统，船内保密区域包括出入口识别装置；定位信息获取模块，用于基于所述船舶的船体结构信息构建船体
BIM
模型；基于所述船体结构信息中确定的目标的坐标信息，在所述船体
BIM
模型中标示目标位置，并将船体
BIM
模型输出至船舶中控系统；数据保密及传输模块，用于对所述船体结构信息中确定的目标的坐标信息进行数字签名加密，并与获取的船舶
AIS
数据进行融合后，作为
AIS
数据的数据段内容进行广播；远程控制系统获取所述
AIS
数据，并解密得到
AIS
数据段对应的所述目标的坐标信息
。
[0009]一实施例中，所述定位信息获取模块包括：船外区域定位模块，用于供所述视觉信息定位装置基于采集的视觉信息计算船外区域中目标距离及目标方向，将目标与视觉信息定位装置之间的距离转化为船外区域中的坐标信息；船内公共区域定位模块，用于供
UWB
定位基站系统基于目标标签的脉冲信号到达时间或到达时间差进行目标定位，将目标定位转化为船内公共区域中的坐标信息，所述
UWB
定位基站系统包括一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于船联网的细粒度定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
S110
，获取船舶的船体结构信息，所述船体结构信息包括船外区域信息
、
船内公共区域信息
、
船内保密区域信息中的至少一种；所述船舶的船外区域包括视觉信息定位装置，船内公共区域包括
UWB
定位基站系统，船内保密区域包括出入口识别装置；
S120
，基于所述船舶的船体结构信息构建船体
BIM
模型；基于所述船体结构信息中确定的目标的坐标信息，在所述船体
BIM
模型中标示目标位置，并将船体
BIM
模型输出至船舶中控系统；
S130
，对所述船体结构信息中确定的目标的坐标信息进行数字签名加密，并与获取的船舶
AIS
数据进行融合后，作为
AIS
数据的数据段内容进行广播；
S140
，远程控制系统获取所述
AIS
数据，并解密得到
AIS
数据段对应的所述目标的坐标信息
。2.
如权利要求1所述的基于船联网的细粒度定位方法，其特征在于，所述目标的坐标信息的获取方式包括：
S1201
，所述视觉信息定位装置基于采集的视觉信息计算船外区域中目标距离及目标方向，将目标与视觉信息定位装置之间的距离转化为船外区域中的坐标信息；
S1202
，所述
UWB
定位基站系统包括一个或多个信号锚点，并基于目标标签的脉冲信号到达时间或到达时间差进行目标定位，将目标定位转化为船内公共区域中的坐标信息；
S1203
，所述出入口识别装置对目标进入船内保密区域或离开船内保密区域进行识别，若进入保密区域，则确定目标坐标信息为船内保密区域的中心点，若离开保密区域，则由所述
UWB
定位基站系统或视觉信息定位装置确定目标坐标信息
。3.
如权利要求2所述的基于船联网的细粒度定位方法，其特征在于，所述在
BIM
模型中标示目标位置包括：预设船舶特定位置为船舶原点，并以船舶原点为坐标原点
、
船舶长度方向为
X
轴
、
船舶高度方向为
Y
轴
、
船舶宽度方向为
Z
轴，建立船舶坐标系
;
将步骤
S1201、
步骤
S1202、
步骤
S1203
中确定的坐标信息作为所述船舶坐标系中的坐标信息；并根据船体
BIM
模型中的船体结构将所述坐标信息转化为目标位置名称信息
。4.
如权利要求1所述的基于船联网的细粒度定位方法，其特征在于，所述加密后的坐标信息与
AIS
数据进行融合具体包括：设置目标唯一性标志，基于目标保密程度对目标进行访问分级得到访问权限信息；将访问权限信息作为目标的坐标信息的附加信息与
AIS
数据进行融合；所述解密得到
AIS
数据段对应的所述目标的坐标信息具体包括：校验所述远程控制系统的权限，并基于所述远程控制系统的权限与所述目标中的各部分目标的访问权限信息，确定是否能够获取各部分目标的坐标信息
。5.
如权利要求1所述的基于船联网的细粒度定位方法，其特征在于：所述船舶中控系统通过船联网通信与远程控制系统保持目标的坐标信息数据同步；和
/
或，所述远程控制系统基于目标的坐标信息在预先构建的船舶
BIM

【专利技术属性】
技术研发人员：王钦才，
申请(专利权)人：江苏物润船联网络股份有限公司，
类型：发明
国别省市：