船前航道照明策略选择平台

摘要

本发明涉及一种船前航道照明策略选择平台，包括：时刻辨别机构，设置在位于港口位置处管理多条航道的控制室内，用于基于当前时刻处于的时间段确定当前时刻是否处于白天时间段或者夜间时间段以相应发出第一辨别指令或者第二辨别指令；航道照明设备，每一航道的正上方设置一个，用于在接收到第一驱动信号时，执行对其负责的航道的照明操作，还用于在接收到第二驱动信号时，结束对其负责的航道的照明操作。本发明的船前航道照明策略选择平台操控智能、应用广泛。由于能够基于每一港口航道内船体接近状态决定对应港口航道上方照明机构的照明策略，从而提升了船前航道照明控制的自适应水平。

说明书

技术领域

本发明涉及照明船前航道设备领域，尤其涉及一种船前航道照明策略选择平台。

背景技术

航道，是指在江、河、湖、海等水域中，为船舶航行所规定或设置的船舶航行通道。航道设置航行标志,以保证船舶安全航行。航道划分为不同的等级，并分别规定有最小航道水深、宽度、曲率半径及在水面以上的净空尺度。航道可分为天然航道和人工航道两类。按使用条件又可分为山区航道、平原航道、渠化航道、进港航道、经济航道等。林业部门习惯上把通行排筏的水道也称为航道。

就术语的含义而言，船舶及排筏可以通达的水面范围都是通航水域，则沿海、江河、湖泊、水库、渠道和运河内可供船舶、排筏在不同水位期的通航水域即为航道。

要明确界定通航水域，首先要明确船舶和排筏的含义。船舶“是指各类排水或非排水船、筏、水上飞机、潜水器和移动式平台”。前者将排筏列入船舶的范围，后者则未作这样的明文规定。船舶种类很多，有大有小，其作为水上运载工具的属性是相同的，但不同类别和大小的船舶其功能相异。具有能让营运船舶和大中型排筏通达条件的水域定为有真正意义的通航水域，当然，这类水域同样可供小艇和小排筏通行。

目前，在港口位置照明船前航道时，为了提升能见度，一般采用的都是大功率的照明设备，且保持不间断的照明操作，当港口航道内存在接近的船体时，这种照明操作是有意义的，而当港口航道内不存在接近的船体时，这种照明操作浪费了大量的功耗。

发明内容

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种船前航道照明策略选择平台，能够基于每一港口航道内船体接近状态，决定对应港口航道上方照明机构的照明策略，从而在保证照明效果的同时，尽可能减少不必要的照明功率的浪费。

为此，本发明至少需要具备以下几处关键的发明点：

(1)采用针对性的视觉检测机制对每一港口航道内是否存在接近状态中的船体进行现场检测，并在存在接近状态中的船体时，启动对所述港口航道的现场照明，从而提升航道照明的有效性，避免浪费不必要的照明资源；

(2)在存在接近状态中的船体时，启动对所述港口航道的现场照明时，根据船体接近的程度自适应调节航道照明的强度，船体越接近港口航道，调节的航道照明光线越强，以及调节后的照明强度始终高于预设强度阈值，从而增强航道照明控制的智能化水平。

根据本发明的一方面，提供了一种船前航道照明策略选择平台，所述平台包括：

时刻辨别机构，设置在位于港口位置处管理多条航道的控制室内，用于基于当前时刻处于的时间段确定当前时刻是否处于白天时间段或者夜间时间段；

其中，所述时刻辨别机构用于在当前时刻处于白天时间段时，发出第一辨别指令。

更具体地，在所述船前航道照明策略选择平台中：

所述时刻辨别机构还用于在当前时刻处于夜间时间段时，发出第二辨别指令。

更具体地，在所述船前航道照明策略选择平台中，所述平台还包括：

航道照明设备，每一航道的正上方设置一个，用于在接收到第一驱动信号时，执行对其负责的航道的照明操作，还用于在接收到第二驱动信号时，结束对其负责的航道的照明操作；

主控芯片，设置在所述控制室内，与所述时刻辨别机构连接，用于在接收到第一辨别指令且接收到船体接近指令时，发出第一驱动信号；

所述主控芯片还用于在接收到第二辨别指令或接收到船体未接近指令时，发出第二驱动信号；

数据采集机构，与所述航道照明设备设置在同一水平面上且与所述航道照明设备的连续垂直于所述航道照明设备所在的航道航行方向，用于对其下方航道执行水域采集动作，以获得水域采集画面；

初级执行设备，设置在所述控制室内，与所述数据采集机构连接，用于对接收到的水域采集画面执行基于空域微分法的图像信号锐化处理，以获得对应的初级执行画面；

次级执行设备，设置在所述控制室内，与所述初级执行设备连接，用于对接收到的初级执行画面执行算术均值滤波处理，以获得对应的次级执行画面；

船首辨识机构，与所述次级执行设备连接，用于在所述次级执行画面中检索与标准船首图案匹配度超限的图像区域，并在所述图像区域占据所述次级执行画面的比例大于预设比例阈值时，判断所述图像区域为有效船首区域；

状态鉴定机构，分别与所述主控芯片和所述船首辨识机构连接，用于在识别所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值，并在所述景深值浅于预设景深数值时，发出船体接近指令；

其中，所述状态鉴定机构还用于在所述景深值未浅于所述预设景深数值时，发出船体未接近指令；

其中，所述航道照明设备还用于在接收到船体接近指令时，基于所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值调节所述航道照明设备的照明强度；

其中，在接收到船体接近指令时，基于所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值调节所述航道照明设备的照明强度包括：所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值越浅，调节后的所述航道照明设备的照明强度越强；

其中，在接收到船体接近指令时，基于所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值调节所述航道照明设备的照明强度包括：调节后的所述航道照明设备的照明强度始终高于预设强度阈值。

根据本发明的另一方面，还提供了一种船前航道照明策略选择方法，所述方法包括使用一种如上述的船前航道照明策略选择平台，用于基于船体是否接近港口航道以及船体接近港口航道的程度自适应选择船前照明的驱动策略。

本发明的船前航道照明策略选择平台操控智能、应用广泛。由于能够基于每一港口航道内船体接近状态决定对应港口航道上方照明机构的照明策略，从而提升了船前航道照明控制的自适应水平。

具体实施方式

下面将对本发明的船前航道照明策略选择平台的实施方案进行详细说明。

港口是位于海、江、河、湖、水库沿岸，具有水陆联运设备以及条件以供船舶安全进出和停泊的运输枢纽。港口是水陆交通的集结点和枢纽处，是工农业产品和外贸进出口物资的集散地，也是船舶停泊、装卸货物、上下旅客、补充给养的场所。

港口建设发展需要一定的自然条件，优越的地理位置、广阔的水陆域、必要的泊位水深、良好的气象等条件是现代码头长期充满的必要保证。港口的发展还需要有发达的经济腹地条件，为港口提供稳定的货源。

现代港口必须具有完善与畅通的集疏运系统，才能成为综合交通运输网中重要的水陆交通枢纽。一般与腹地运输联系规模大、方向多、运距长或较长，以及货种较复杂多样的港口，其集疏运系统的线路往往较多，运输方式结构与分布格局也较复杂；反之亦然。

港口属于交通运输基础设施，具有投资规模大、建设周期长的特点，要求进入者必须具有较强的资金实力，特别是随着船舶大型化，沿海港口向外海深水区发展，建设环境更加复杂，对进入者资金实力要求更高。

港口行业在交通运输行业中属于经营专业化程度较高的子行业，表现在港口技术、经营管理、商业渠道、客户关系、产品服务等方面的专业化，增加了新进入者的难度。

目前，在港口位置照明船前航道时，为了提升能见度，一般采用的都是大功率的照明设备，且保持不间断的照明操作，当港口航道内存在接近的船体时，这种照明操作是有意义的，而当港口航道内不存在接近的船体时，这种照明操作浪费了大量的功耗。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种船前航道照明策略选择平台，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的船前航道照明策略选择平台包括：

时刻辨别机构，设置在位于港口位置处管理多条航道的控制室内，用于基于当前时刻处于的时间段确定当前时刻是否处于白天时间段或者夜间时间段；

其中，所述时刻辨别机构用于在当前时刻处于白天时间段时，发出第一辨别指令。

接着，继续对本发明的船前航道照明策略选择平台的具体结构进行进一步的说明。

所述船前航道照明策略选择平台中：

所述时刻辨别机构还用于在当前时刻处于夜间时间段时，发出第二辨别指令。

所述船前航道照明策略选择平台中还可以包括：

航道照明设备，每一航道的正上方设置一个，用于在接收到第一驱动信号时，执行对其负责的航道的照明操作，还用于在接收到第二驱动信号时，结束对其负责的航道的照明操作；

主控芯片，设置在所述控制室内，与所述时刻辨别机构连接，用于在接收到第一辨别指令且接收到船体接近指令时，发出第一驱动信号；

所述主控芯片还用于在接收到第二辨别指令或接收到船体未接近指令时，发出第二驱动信号；

数据采集机构，与所述航道照明设备设置在同一水平面上且与所述航道照明设备的连续垂直于所述航道照明设备所在的航道航行方向，用于对其下方航道执行水域采集动作，以获得水域采集画面；

初级执行设备，设置在所述控制室内，与所述数据采集机构连接，用于对接收到的水域采集画面执行基于空域微分法的图像信号锐化处理，以获得对应的初级执行画面；

次级执行设备，设置在所述控制室内，与所述初级执行设备连接，用于对接收到的初级执行画面执行算术均值滤波处理，以获得对应的次级执行画面；

船首辨识机构，与所述次级执行设备连接，用于在所述次级执行画面中检索与标准船首图案匹配度超限的图像区域，并在所述图像区域占据所述次级执行画面的比例大于预设比例阈值时，判断所述图像区域为有效船首区域；

状态鉴定机构，分别与所述主控芯片和所述船首辨识机构连接，用于在识别所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值，并在所述景深值浅于预设景深数值时，发出船体接近指令；

其中，所述状态鉴定机构还用于在所述景深值未浅于所述预设景深数值时，发出船体未接近指令；

其中，所述航道照明设备还用于在接收到船体接近指令时，基于所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值调节所述航道照明设备的照明强度；

其中，在接收到船体接近指令时，基于所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值调节所述航道照明设备的照明强度包括：所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值越浅，调节后的所述航道照明设备的照明强度越强；

其中，在接收到船体接近指令时，基于所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值调节所述航道照明设备的照明强度包括：调节后的所述航道照明设备的照明强度始终高于预设强度阈值。

所述船前航道照明策略选择平台中：

在所述次级执行画面中检索与标准船首图案匹配度超限的图像区域，并在所述图像区域占据所述次级执行画面的比例大于预设比例阈值时，判断所述图像区域为有效船首区域包括：不同类型的船体，对应不同的标准船首图案，以及每一种类型的船体对应一张以上的标准船首图案。

所述船前航道照明策略选择平台中：

在所述次级执行画面中检索与标准船首图案匹配度超限的图像区域，并在所述图像区域占据所述次级执行画面的比例大于预设比例阈值时，判断所述图像区域为有效船首区域还包括：在所述次级执行画面中检索与标准船首图案匹配度超限的图像区域，并在所述图像区域占据所述次级执行画面的比例小于等于所述预设比例阈值时，判断所述图像区域为无效船首区域。

所述船前航道照明策略选择平台中：

在识别所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值，并在所述景深值浅于预设景深数值时，发出船体接近指令包括：识别所述有效船首区域在所述次级执行画面中的各个像素点的各个景深值，基于各个像素点的各个景深值确定所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值，并在所述景深值浅于预设景深数值时，发出船体接近指令。

所述船前航道照明策略选择平台中：

识别所述有效船首区域在所述次级执行画面中的各个像素点的各个景深值，基于各个像素点的各个景深值确定所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值，并在所述景深值浅于预设景深数值时，发出船体接近指令包括：识别所述有效船首区域在所述次级执行画面中的各个像素点的各个景深值，对所述各个像素点的各个景深值进行从浅到深的排序以获得景深值队列，将所述景深值队列中的中间位置的景深值作为所述有效船首区域在所述次级执行画面中的景深值。

同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种船前航道照明策略选择方法，所述方法包括使用一种如上述的船前航道照明策略选择平台，用于基于船体是否接近港口航道以及船体接近港口航道的程度自适应选择船前照明的驱动策略。

另外，广义上必须把航道理解为水道或河道整体，它可以不包括堤防和整个河漫滩，但不能不包括常遇洪水位线以下的基本河槽或者是中高潮位以下的沿海水域。

航道的狭义理解等同于“航槽”。因为航道应当有尺度标准和设标界限，航道位置可以随河床演变或水位变动而随时移动，航道尺度也可以随季节与水位变化以及治理工程的实施而有所调整。除了运河、通航渠道和某些水网地区的航道以外，航道宽度总是小于河槽的宽度。在天然河流、湖泊、水库内，航道的设定范围总是只占水面宽度的一部分而不是全部。用航标标示出的可供船舶航行利用的这一部分水域，受到客观自然条件的制约。在天然条件下，不同水位期能供船舶安全通航的那一部分水域，既有尺度要求，也有水流条件的要求。在某些特定的航段内，还受到过河建筑物如桥梁、过江管道、缆线的限制。因此，狭义的航道是一个在三维空间尺度上既有要求、又有限制的通道。

天然航道：是指自然形成的江、河、湖、海等水域中的航道，包括水网地区在原有较小通道上拓宽加深的那一部分航道，如广东的东平水道、小榄水道等。

人工航道：是指在陆上人工开发的航道，包括人工开辟或开凿的运河和其他通航渠道，如平原地区开挖的运河，山区、丘陵地区开凿的沟通水系的越岭运河，可供船舶航行的排、灌渠道或其他输水渠道等。

在河流上兴建航道工程时，应统筹兼顾航运与防洪、灌溉、水力发电等方面的利益，进行综合治理与开发，以谋求国民经济的最大效益。在选定航道工程措施时，应根据河流的自然特点，进行技术经济比较后确定。

尽管本发明优选实施方案已经举例说明和描述，但可以意识到，在不背离本发明的主旨和范围的条件下，可以进行各种变化。