基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统及其运行方法技术方案

本申请提供了一种基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统及其运行方法，旨在提供全面集成

【技术实现步骤摘要】
基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统及其运行方法


[0001]本专利技术涉及航运和数据融合
，尤其是涉及一种基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统及其运行方法
。

技术介绍

[0002]随着航运业务的发展和技术的进步，智能航行系统逐渐成为航运领域的关注焦点
。
然而，目前的航行系统往往只是单一技术的应用，缺乏综合集成和深度融合，限制了船舶的安全性
、
效率和智能化水平
。
因此，需要一种基于新一代航运技术深度融合的智能航行大脑系统来解决这些问题
。
[0003]近年来，增强现实技术的快速发展为船舶导航领域带来了新的创新机会
。AR
技术能够将虚拟信息与真实环境融合，使用户能够直观地感知和理解导航信息，提供更直观
、
实时和个性化的导航体验
。
在当今局势下，我国船舶工业结构调整转型升级发展形势愈加迫切
。
同时，“数字化
、
网络化
、
智能化”成为未来技术变革的重要趋势，船舶建造正朝着设计智能化
、
产品智能化
、
管理精细化和信息集成化等方向发展
。
中国造船企业无论是在数字化设计能力，还是在装备自动化
、
智能化程度等方面都亟待提升，对现有造船流程进行优化和再造，继续推进信息化和工业化的深度融合，提高数字化集成设计能力，大力发展重大智能化制造装备
。
[0004]国际航海领域专家学者通过研究逐渐发现，越来越多的新增传感器带来了大量的多源导航信息，繁多重复和冗余的信息推送，对驾驶员导航决策时常产生混淆，甚至影响驾驶员做出及时正确的操纵决策
。
因此，开发一种基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统及其运行方法是一个待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]由于现有技术存在上述缺陷，本专利技术提供了一种基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统及其运行方法，有效地整合了多源复杂繁多的导航信息，并通过空间变换和信息融合技术，将信息与摄像头瞭望的真实视频数据直观
、
统一地显示出来，通过计算机高效数据处理技术对航速
、
航向以及其他的航行因素进行综合分析，对于航海危险信息有很好的预测能力，有效提高船舶航行的安全性
。
[0006]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统，其特征在于：包括数据接入模块
、
数据处理与建库模块
、
网络服务模块和用户端模块；
[0007]所述数据接入模块指智能航行大脑系统遵循各类导航设备和系统的输出接口标准，实时接入各类导航信息，将导航信息通过船上网络线路输入智能航行大脑系统主机服务器；所述数据处理与建库模块负责将收集的导航数据分类存储，并根据船舶驾驶和水域安全监控的需求，对相关导航数据进行风险评估，并通过空间变换和数据融合技术对包括
CCTV
视频数据
、AIS
船舶数据
、ARPA
雷达数据
、
水文气象数据
、
航行通告等各类数据进行处
理；所述网络服务模块负责将经过处理和建库的导航数据发送给客户端进行数据回传；所述用户端模块包括船上用户
AR
显示系统和远程岸基用户
AR
显示系统两部分
。
[0008]进一步地，所述数据接入模块包括
GPS
导航仪
、
风速风向仪
、
测深仪
、
计程仪
、
罗经
、CCTV
视频摄像设备
、TCP Socket client
连接服务器
。
[0009]进一步地，所述
CCTV
视频摄像设备包括四台具有高清晰度
、
远距离摄像性能的
IP
摄像头：安装在罗经甲板正中位置一台，用于拍摄船首方向水域通航环境；安装在罗经甲板左右舷端点各一台，共两台，用于拍摄船舶左右舷水域通航环境；罗经甲板船尾方向或船尾旗杆位置附近安装一台，用于拍摄船尾方向水域通航环境；四组摄像头采用内网部署方式，智能航行大脑系统显示采用
AR
监控呈现主画面，并配合导航信息融合和风险警示等业务功能，可实现船舶附近
360
度范围内大场景大范围航行安全监控
。
[0010]进一步地，所述数据处理与建库模块提取海图数据中航标
、
航道
、
水深点
、
岸线等物标的位置数据及属性信息，按视频增强图像处理方法，显示在视频图像中的海图物标模块；所述数据处理与建库模块根据
NEMA
协议获取到的
AIS
船舶位置数据
、
属性信息，按视频增强图像处理方法，显示在视频图像中的
AIS
目标模块；所述数据处理与建库模块根据
NEMA
协议获取到的雷达
APRA
船舶位置数据
、
属性信息，按视频增强图像处理方法，显示在视频图像中的
ARPA
目标模块
、
根据用户输入的航线信息进行数据可视化的航线模块
、
根据用户个人需求进行注记或标识的用户标记数据模块
、
将船舶相机采集到的视频图像与其他航行数据进行整合，以提供更全面
、
直观的航行信息和环境感知的视频图像整合模块
。
[0011]进一步地，所述船上用户
AR
显示系统包括驾驶台
AR
显示系统
、
移动
AR
显示系统和船长
/
大副房间
AR
显示系统；远程岸基用户
AR
显示系统包含通过卫星或者公网接口传输的岸基
AR
显示系统
。
[0012]另一方面，本专利技术提供一种上述的智能航行大脑系统的运行方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0013]步骤
S1
：数据接入：
GPS
导航仪获取船舶位置信息数据
、
风速风向仪获取风速及风向数据
、
测深仪获取水深数据
、
计程仪获取船舶位置及速度数据
、
罗经获取船舶航向数据
、CCTV
视频摄像设备获取船舶周边视频及图像数据；
[0014]步骤
S2
：数据处理与建库：数据处理与建库模块首先对多源导航数据进行收集和评定，对可用数据进行集成；采用包括空间基准变换
、
数据格式转换以及属性编码对应在内的多种手段将多源多尺度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统，其特征在于：包括数据接入模块
、
数据处理与建库模块
、
网络服务模块和用户端模块；所述数据接入模块指智能航行大脑系统遵循各类导航设备和系统的输出接口标准，实时接入各类导航信息，将导航信息通过船上网络线路输入智能航行大脑系统主机服务器；所述数据处理与建库模块负责将收集的导航数据分类存储，并根据船舶驾驶和水域安全监控的需求，对相关导航数据进行风险评估，并通过空间变换和数据融合技术对包括
CCTV
视频数据
、AIS
船舶数据
、ARPA
雷达数据
、
水文气象数据
、
航行通告等各类数据进行处理；所述网络服务模块负责将经过处理和建库的导航数据发送给客户端进行数据回传；所述用户端模块包括船上用户
AR
显示系统和远程岸基用户
AR
显示系统两部分
。2.
根据权利要求1所述的一种基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统，其特征在于，所述数据接入模块包括
GPS
导航仪
、
风速风向仪
、
测深仪
、
计程仪
、
罗经
、CCTV
视频摄像设备
、TCP Socket client
连接服务器
。3.
根据权利要求2所述的一种基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统，其特征在于，所述
CCTV
视频摄像设备包括四台具有高清晰度
、
远距离摄像性能的
IP
摄像头，其中安装在罗经甲板正中位置一台，用于拍摄船首方向水域通航环境；安装在罗经甲板左右舷端点各一台，共两台，用于拍摄船舶左右舷水域通航环境；罗经甲板船尾方向或船尾旗杆位置附近安装一台，用于拍摄船尾方向水域通航环境；四组摄像头采用内网部署方式，智能航行大脑系统显示采用
AR
监控呈现主画面，并配合导航信息融合和风险警示等业务功能
。4.
根据权利要求1或2所述的一种基于航运技术深度融合的智能航行大脑系统，其特征在于，所述数据处理与建库模块提取海图数据中航标
、
航道
、
水深点
、
岸线等物标的位置数据及属性信息，按视频增强图像处理方法，显示在视频图像中的海图物标模块；所述数据处理与建库模块根据
NEMA
协议获取到的
AIS
船舶位置数据
、
属性信息，按视频增强图像处理方法，显示在视频图像中的
AIS
目标模块；所述数据处理与建库模块根据
NEMA
协议获取到的雷达
APRA
船舶位置数据
、
属性信息，按视频增强图像处理方法，显示在视频图像中的
ARPA

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明强，宋亮，尚雨廷，胡筱渊，鲁明洋，彭国均，
申请(专利权)人：中交通信大数据上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：