专利名称：航标防碰撞雷达装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种航标防碰撞雷达装置。
背景技术：
目前水上航标大都只具有定位、指示航道的功能，没有其它一些特殊防范功能，船舶在海上航行，经常会由于值班驾驶员疏忽瞭望或船舶操纵性不好的原因，致使船舶碰撞航标，造成海上航标破损。相应部门不能及时得到关于航标损坏的消息，不仅损失了航标， 抓不到肇事船舶，还对航行安全造成重大威胁。因此，寻求一种防止海上船舶碰撞航标的良好方法是非常必要的。现今雷达技术、摄像技术和无线网络技术都有了很大提高，毫米波雷达的研究也已接近成熟，可以检测到中近距离的船舶，摄像机对近距离船舶录像的清晰度也很好，现有毫米波雷达和摄像机都能够满足小型化，而且可以进行三百六十度的监控。无线网络也能覆盖大片近岸海域，对无线数据的传输提供了很大的便利。根据上述基�。恢中滦偷暮奖攴琅鲎怖状镌ぞ低程峁┝酥С�。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种安装便捷、使用灵活的海上航标防碰撞雷达装置。本发明采用的技术手段如下一种航标防碰撞雷达装置，包括灯具、GPS定位仪和电气劳损监测装置；其特征在于还包括用于监测航标周围危险船舶距航标的距离的雷达探测装置；用于对航标周围现场情况进行拍摄的摄像头；用于对雷达探测装置采集的信号进行处理的雷达信号处理器；用于以无线的方式发送或接收信息的无线数据收发装置；用于对雷达信号处理器传回的雷达信号进行判断处理当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到初级预警距离时通过无线数据收发装置将该航标与危险船舶的距离发送到航标局的控制中心进行初级预警；当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到中期警报距离时启动摄像头开始对危险船舶进行拍照取证，同时通过无线数据收发装置将该航标与危险船舶的距离以及拍摄的危险船舶照片发送到航标局的控制中心进行再次预警；当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到碰撞距离时，摄像头对危险船舶进行持续拍照，直至远离警报区域为止的单片机；上述各连接单元数据连接。还包括同单片机相连接，用于对摄像头拍摄的角度和焦距进行控制的摄像头自动控制器。所述摄像头为红外夜视摄像头，并能够在水平面进行360度旋转；所述雷达探测装置为毫米波雷达。
所述单片机通过雷达探测装置探测到危险船舶距离本航标达到中期预警距离时， 单片机控制航标上的灯具进行闪烁报警。所述无线数据收发装置通过3G或⑶MA网络实现数据传送。与现有技术相比，本发明在原理上设置了多级距离警戒值，首先是初级预警，其次是第二级报警，最后是第三级报警，系统自动启动摄像，并实施报警，第一次的报警起提醒和警示作用，指挥中心的报警信号只响二次，第二、三次是连续报警，直到发生碰撞或者船舶与航标的距离恢复到三次预警距离以外。本发明在航标上安装了毫米波雷达和红外夜视摄像装置，毫米波雷达可对靠近航标的危险船舶进行距离测定。安装的摄像装置对危险船舶进行摄像。安装的无线收发装置可以将报警和视频信号传回航标局控制中心。安装的设备体型小，对航标的结构形状和浮态影响小。而且在原有航标的基础上安装，方便简洁，节省资金，适于在航标领域广泛推广。
图1是本发明所述航标防碰撞雷达装置在航标上的结构示意图；图2是本发明所述航标防碰撞雷达装置在航标控制系统结构示意图；图3是雷达和摄像装置的内部数据传输原理图；图4是电源供电方式示意图；图5是控制中心对航标上各电气设备的监测方式示意图。图中1、雷达探测装置，2、摄像头，3、雷达信号处理器，4、单片机，5、摄像头自动控制器，6、无线数据收发装置，7、电气劳损监测装置。
具体实施例方式本发明利用雷达测距原理，通过单片机测算出船舶与航标之间距离，当船舶与航标距离小于各级警戒值时，预警系统发出报警并可以通过摄像头进行实时监控。同时，将所收集的报警数据和采集的图像信息集中传输，通过无线网络把实时数据传送回航标处指挥中心，作为确定肇事船的证据。本发明能在一定程度上警示船舶防止其对航标的碰撞，而且能对发生碰撞的现场做相应的图像采集工作，方便航标局对海上航标的管理。如图1和图2所示的航标防碰撞雷达装置，包括灯具、GPS定位仪和电气劳损监测装置7 用于监测航标周围危险船舶距航标的距离的雷达探测装置1 ；用于对航标周围现场情况进行拍摄的摄像头2 ；用于对雷达探测装置采集的信号进行处理的雷达信号处理器3 ；用于以无线的方式发送或接收信息的无线数据收发装置6 ； 用于对雷达信号处理器3传回的雷达信号进行判断处理当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到初级预警距离时通过无线数据收发装置6将该航标与危险船舶的距离发送到航标局的控制中心进行初级预警；当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到中期警报距离时启动摄像头开始对危险船舶进行拍照取证，同时通过无线数据收发装置6将该航标与危险船舶的距离以及拍摄的危险船舶照片发送到航标局的控制中心进行再次预警；当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到碰撞距离时，摄像头对危险船舶进行持续拍照，直至远离警报区域为止；上述各连接单元数据连接。还包括同单片机4相连接，用于对摄像头拍摄的角度和焦距进行控制的摄像头自动控制器5。其中摄像头2为红外夜视摄像头，即在普通的摄像头内安装红外线探测装置，不仅在白天能够获得良好的录像效果，黑夜里仍可对危险船舶进行录像取证，并能够在水平面进行360度旋转；所述雷达探测装置1为毫米波雷达，适应全天候工作模式，可在雾、雨、 雪、夜等各种恶劣的气象环境条件下工作。工作波段为毫米波段，探测距离可达到150米； 单片机4通过雷达探测装置探测到危险船舶距离本航标达到中期预警距离时，单片机4控制航标上的灯具进行闪烁报警，用于提醒靠近船只，无线数据收发装置6通过3G或CDMA网络实现数据传送，适应海上恶劣环境及远程距离数据传送。雷达探测装置1、摄像头2及无线数据收发装置6安装于航标水线以上部分架体的上部处；雷达信号处理器3、单片机4、 摄像头自动控制器5和电气劳损监测装置7安装于航标水线以上部分架体下部的水密空间内。为确保监控中心能对周围船舶有更为准确和及时的监视，并且摆脱水平视角盲区的问题，可以采用4 6部雷达传感器，以相等的间隔安置于航标水线以上部分架体的上部处。如图3所示，毫米波雷达的探测装置和信号处理装置之间使用有线数据线传输数据。摄像头和摄像头自动控制装置同样是用有线数据线传输数据的。如图4所示，航标使用太阳能电池、市电和免维护蓄电池做电源，两者是通过有线方式将电能传送入各用电设备，为其供电的。如图5所示，各电器设备在工作过程中均会出现一定的劳损状况，需要设置电气检测装置对各电器设备进行实时监测，并将监测结果传入无线收发装置，通过无线公用网络传回航标管理指挥中心。本发明航标防碰撞雷达装置创新工作流程为1、雷达发射器实时向航标周围发射雷达波，通过雷达传感器监测航标周围一定距离内是否存在危险船舶，利用单片机系统控制预先对毫米波雷达的探测距离设置三级距离警戒值，初级预警设置为50米，当危险船舶与航标之间距离小于50米时，系统将自动启动初级预警，其雷达探测到的信号数据经过单片机初级处理后，通过无线数据传输装置将其传到航标局的控制中心，在基于GIS的开发界面上显示该航标与危险船舶的距离可以实现多个目标实时监控并提出初次警告。2、设置中期警报距离为30米，当距离到达30m长度时，系统再次发出报警作为警
告提不。3、距离缩短到15m时航标及服务界面开始发生碰撞报警，并通过相应的软件程序对收集到的危险船舶信息(距离，速度、方向)进行分析看是否会发生碰撞，同时启动摄像头(2)开始对危险船舶进行拍照取证。摄像头的水平、垂直转动由摄像头自动控制装置控制完成。三级报警为lm，当危险船舶与航标的距离小于1米时，就认为发生碰撞。系统将锁定该危险船舶对其利用摄像头继续取证，直到远离警报区域。4、若航标与船舶之间发生了碰撞，则红外夜视摄像头所拍摄的视频信号将会通过有线数据线传输到无线收发装置内，在无线收发装置内将电信号转变成电磁波信号，利用公用无线网络传送回航标局的控制中心。5、这时航标管理指挥中心可利用无线接收装置接收的视频信息及船舶航行数据， 结合海事局的船舶航行信息系统确定肇事船舶。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种航标防碰撞雷达装置，包括灯具、GPS定位仪和电气劳损监测装置(7)；其特征在于还包括用于监测航标周围危险船舶距航标的距离的雷达探测装置(1)； 用于对航标周围现场情况进行拍摄的摄像头(2)； 用于对雷达探测装置采集的信号进行处理的雷达信号处理器(3)； 用于以无线的方式发送或接收信息的无线数据收发装置(6)； 用于对雷达信号处理器(3)传回的雷达信号进行判断处理当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到初级预警距离时通过无线数据收发装置 (6)将该航标与危险船舶的距离发送到航标局的控制中心进行初级预警；当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到中期警报距离时启动摄像头开始对危险船舶进行拍照取证，同时通过无线数据收发装置(6)将该航标与危险船舶的距离以及拍摄的危险船舶照片发送到航标局的控制中心进行再次预警；当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到碰撞距离时，摄像头对危险船舶进行持续拍照，直至远离警报区域为止的单片机(4)； 上述各连接单元数据连接。
2.根据权利要求1所述的一种航标防碰撞雷达装置，其特征在于还包括同单片机(4) 相连接，用于对摄像头拍摄的角度和焦距进行控制的摄像头自动控制器(5)。
3.根据权利要求1所述的一种航标防碰撞雷达装置，其特征在于所述摄像头(2)为红外夜视摄像头，并能够在水平面进行360度旋转；所述雷达探测装置(1)为毫米波雷达。
4.根据权利要求1所述的一种航标防碰撞雷达装置，其特征在于所述单片机(4)通过雷达探测装置探测到危险船舶距离本航标达到中期预警距离时，单片机(4)控制航标上的灯具进行闪烁报警。
5.根据权利要求1所述的一种航标防碰撞雷达装置，其特征在于所述无线数据收发装置(6)通过3G或CDMA网络实现数据传送。
全文摘要
本发明公开了一种航标防碰撞雷达装置，包括灯具、GPS定位仪和电气劳损监测装置；其特征在于还包括雷达探测装置，摄像头，雷达信号处理器，无线数据收发装置；通过单片机的控制，对雷达信号处理器传回的雷达信号进行判断处理船舶处于初级预警距离时进行初级预警；船舶处于中期警报距离时启动摄像头开始对危险船舶进行拍照取证，同时进行再次预警；当雷达探测装置探测到船舶距离本航标达到碰撞距离时，摄像头对危险船舶进行持续拍照，直至远离警报区域为止。该装置具有安装的设备体型小，对航标的结构形状和浮态影响小。而且在原有航标的基础上安装，方便简洁，节省资金，适于在航标领域广泛推广。
文档编号G01S13/93GK102490868SQ20111039626
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者余小凤, 刘瑀, 刘胜, 张继军, 李宝玉, 李颖, 田少华 申请人:大连海事大学
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