海事监控设备及系统的制作方法

本实用新型涉及海事监控技术领域，特别是涉及一种海事监控设备及系统。

背景技术：

随着国家经济建设及国民经济的高速发展，港口业务发展迅速，对港口业务的管理也提出新的、更高的要求，海事监控技术应运而生。然而，传统的海事监控船舶航速低、操纵性能差、抗风能力低，不仅在遇到恶劣天气时，载有驾驶员的海巡艇以及救助船舶的安全系数较难保障，而且在遇到海上事故时，很难对现场进行全方位监控。

技术实现要素：

本实用新型提供一种海事监控设备及系统，可以对海事进行全方位监控。

一种海事监控设备，受控于地面控制系统；所述海事监控设备包括运行在海上的无人船及无人机；

所述地面控制系统分别与所述无人船、所述无人机无线连接；所述无人船与所述无人机通过能够进行收放的线缆电连接，且所述无人船通过所述线缆向所述无人机供电。

在其中一个实施例中，所述无人船包括第一控制系统、第一动力系统、第一电源系统、第一任务系统及收放供电系统；所述第一控制系统与所述地面控制系统无线连接，并分别与所述第一动力系统、所述第一任务系统、所述收放供电系统电连接；所述第一动力系统用于为所述无人船提供动力，并用于驱动所述第一电源系统产生电能；所述收放供电系统的一端通过所述线缆与所述无人机电连接，所述收放供电系统的另一端与第一电源系统电连接，且所述收放供电系统用于对所述线缆进行收放操作；所述第一电源系统用于通过所述收放供电系统向所述无人机供电。

在其中一个实施例中，所述收放供电系统包括固定装置、移动导轨、驱动单元、转动件、动滑轮及定滑轮；所述固定装置及所述移动导轨安装于所述无人船上；所述驱动单元和所述转动件固定在所述固定装置上；所述驱动单元用于控制所述转动件转动；所述定滑轮通过所述固定装置固定于所述转动件的上方；所述动滑轮能够沿所述移动导轨滑动；

所述线缆，一端与所述无人机电连接，另一端依次绕过所述定滑轮、所述动滑轮及所述转动件与所述第一电源系统电连接，其中，所述转动件转动而使所述线缆缠绕在所述转动件上，或者使所述线缆从所述转动件上释放。

在其中一个实施例中，所述收放供电系统还包括拉力检测组件；所述拉力检测组件与所述动滑轮上的线缆连接，并与所述第一控制系统电连接；所述拉力检测组件用于测量所述线缆产生的拉力并将测量结果反馈至所述第一控制系统。

在其中一个实施例中，所述第一动力系统包括发动机。

在其中一个实施例中，所述第一电源系统包括依次电连接的发电机、储能单元及电源分配器；所述发动机用于驱动所述发电机发电；所述储能单元用于存储电能，并将电能通过所述电源分配器分配出去。

在其中一个实施例中，所述无人船包括用于供所述无人机起飞和降落的无人机平台。

在其中一个实施例中，所述线缆为光电复合线缆。

在其中一个实施例中，所述无人机包括第二控制系统、第二电源系统、第二任务系统及第二动力系统；所述第二电源系统分别与所述第二控制系统、所述第二动力系统、所述第二任务系统电连接，并通过所述线缆与所述无人船电连接；所述第二控制系统还与所述地面控制系统无线连接；

所述第二电源系统通过所述线缆接收来自所述无人船的电能，并对所述第二控制系统、所述第二任务系统、所述第二动力系统进行供电。

一种海事监控系统，包括：运行在海上的无人船、无人机及地面控制系统；

所述地面控制系统分别与所述无人船、所述无人机无线连接；所述无人船与所述无人机通过能够进行收放的线缆连接，且所述无人船通过所述线缆向所述无人机供电。

上述海事监控设备及系统中，通过相连接的无人船和无人机共同对海事进行监控，其中，无人船可以对无人机进行供电，从而可以克服无人机续航时间短的问题，采用无人机又可以克服无人船监控视野范围窄的缺陷，因此，通过使用无人船和无人机共同进行海事监控可以达到优势互补，从而可以对海事进行全方位监控。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施方式提供的海事监控设备与地面控制系统的框图；

图2为图1所示实施方式的海事监控设备的一个实施例的结构示意图；

图3为图1所示实施方式的海事监控设备与地面控制系统的一个实施例的框图；

图4为图3所示实施例的海事监控设备的收放供电系统的其中一个实施例的结构示意图；

图5为图3所示实施例的海事监控设备的第一电源系统的其中一个实施例的框图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1及图2，一实施方式提供了一种海事监控设备，受控于位于地面的地面控制系统300。该海事监控设备用于监控海事，且该海事监控设备包括运行在海上的无人船100及无人机200。

其中，地面控制系统300分别与无人船100、无人机200无线连接。换言之，地面控制系统300可以分别与无人船100、无人机200进行无线通信，从而同时无线操控无人船100、无人机200。由于无人船100和无人机200由同一个地面控制系统300控制，从而能够达到更好的协调配合作用，例如在监控过程中，地面控制系统300控制无人船100航行的同时，可以控制无人机200以无人船100航行的速度飞行；或者，地面控制系统300可以控制无人机200至少要对无人船100无法拍摄到的视角范围的视频拍摄下来，而对于无人船100可以拍摄到的视角范围不进行拍摄，以节约能源，延长整个海事监控设备的工作时间。

本实施方式中，无人船100与无人机200通过能够进行收放的线缆400电连接，且无人船100通过线缆400向无人机200供电。

传统的无人机通常采用自身携带的电池进行供电，电池的容量有限，而且电池的重量一般较重，因此传统无人机采用自身供电的方式，续航时间比较短。基于这种情况，本实施方式中，利用无人船100向无人机200进行供电，由于无人船100可以通过燃油发动机等进行发电，相比于容量有限的电池来说，会大大提高无人机200的续航时间。

其中，能够进行收放的线缆400，是指位于无人船100与无人机200之间的线缆400长度可以缩短或延长，例如：无人船100可以回收线缆400，这时可以缩短无人船100与无人机200之间线缆400的长度，无人船100又能松放线缆400，这时可以增加无人船100与无人机200之间线缆400的长度。因此，线缆400能够进行收放，能够相应减小或增大无人机200与无人船100之间的距离，避免发生线缆400的拉力过大或者线缆400冗余缠绕的情况。例如：当无人机200上升且线缆400的拉力增大时，可以松放线缆400；当无人机200下降且线缆400的拉力减小时，可以回收线缆400。在其他状态，比如风大的情况下，会吹动线缆400晃动，从而导致线缆400的拉力增大，而无人机200并没有上升或者下降，这时则不会控制进行收放线缆400的操作，避免造成线缆400冗余缠绕的危险。

具体地，线缆400可以为光电复合线缆，例如为Kevlar纤维包裹的光电复合导线。Kevlar纤维密度低、强度高、韧性好、耐高温，可增强导线的柔韧性、抗扭曲、抗冲击和较重的机械负荷，可以有效抵抗外部干扰与电缆内部的干扰，保证了信号传输的稳定性。

综上所述，上述实施方式提供的海事监控设备，通过相连的无人船100和无人机200共同对海事进行监控，并且，无人船100可以对无人机200进行供电，从而可以克服无人机200续航时间短的问题，采用无人机200又可以克服无人船100监控视野范围窄的缺陷，因此，通过使用无人船100和无人机200共同进行海事监控可以达到优势互补，从而可以对海事进行全方位监控。

在其中一个实施例中，请参考图3，无人船100包括第一控制系统110、第一动力系统120、第一电源系统130、第一任务系统150及收放供电系统140。

其中，第一控制系统110与地面控制系统300无线连接，并分别与第一动力系统120、第一任务系统150、收放供电系统140电连接。第一控制系统100用于接收来自地面控制系统300的控制指令，以控制无人船100中第一动力系统120、第一任务系统150、收放供电系统140的运行。并且，第一控制系统100还将无人船100监控的数据及无人船100的运行信息发送至地面控制系统300。

第一动力系统120用于对无人船100提供动力，并用于驱动第一电源系统130产生电能。具体地，请参考图2，第一动力系统120可以驱动推进器160，以带动无人船100航行。具体地，请参考图5，第一动力系统120可以包括发动机121。

收放供电系统140的一端通过线缆400与无人机200电连接，收放供电系统140的另一端与第一电源系统130电连接，且收放供电系统140用于对线缆400进行收放操作。其中，收放供电系统140用于对线缆400进行收放操作，换言之，收放供电系统140可以回收线缆400，也可以松放线缆400。

具体地，请参考图4，收放供电系统140包括固定装置141、移动导轨142、驱动单元143、转动件144、动滑轮145及定滑轮146。固定装置141及移动导轨142安装于无人船100上。驱动单元143和转动件144固定在固定装置141上。驱动单元143用于控制转动件144转动。具体地，驱动单元143可以包括驱动电机1431和齿轮1432，其中，驱动电机1431接收来自第一控制系统110的控制信号，并根据控制信号带动齿轮1432转动。具体地，转动件144可以与齿轮1432相啮合，这时驱动电机1431通过齿轮1432可带动转动件144转动。

定滑轮146通过固定装置141固定于转动件144的上方。动滑轮145位于移动导轨142上，并能沿移动导轨142进行滑动。进一步地，收放供电系统140还可以包括滑块148及固定件149。其中，移动导轨142沿第一方向延伸。具体地，移动导轨142为条形杆状。滑块148套设于移动导轨142上，并沿移动导轨142的延伸方向可滑动。固定件149固定于滑块148上，以使滑块148带动固定件149滑动。动滑轮145可转动地固定于固定件149上。因此，滑块148移动时，位于固定件149上的动滑轮145也可以相应进行滑动。

线缆400的一端与无人机200电连接，另一端依次绕过定滑轮146、动滑轮145和转动件144与第一电源系统130电连接。其中，转动件144转动而使线缆400缠绕在转动件144上(即回收线缆400)，或者使线缆400从转动件144上释放(即松放线缆400)。进一步地，位于定滑轮146和动滑轮145之间的一段线缆400(记作线段AB)与位于动滑轮145和转动件144之间的一段线缆400(记作线段CD)平行，以使两段线缆400上承受的拉力是相等的。

进一步地，请继续参考图4，收放供电系统140还包括拉力检测组件147。拉力检测组件147与动滑轮145上的线缆400连接，并与第一控制系统110电连接。拉力检测组件147用于测量线缆400产生的拉力并将测量结果反馈至第一控制系统110。拉力检测组件147可产生一个朝第二方向的拉力，第二方向与第一方向相反，以使拉力检测组件147检测线缆400对动滑轮145的拉力值，且拉力检测组件147可将拉力值反馈至第一控制系统110。

具体地，拉力检测组件147包括信号反馈装置1471和拉力计1472。信号反馈装置1471固定在无人船100上。并且，信号反馈装置1471与第一控制系统110无线连接。拉力计1472的一端与信号反馈装置1471固定连接，且拉力计1472的另一端与固定件149固定连接。拉力计1472给动滑轮145提供一个朝第二方向的弹性拉力，以使拉力计1472检测线缆400对动滑轮组件145的拉力值，并将拉力值传输至信号反馈装置1471，信号反馈装置1471再将拉力值反馈至第一控制系统110。

其中，第一控制系统110可根据控制指令和拉力值发出控制信号，即第一控制系统110发出的控制信号同时受到控制无人机200的飞行状态的控制指令和信号反馈装置1471反馈的拉力值的影响。例如，当地面控制系统300发出控制无人机200上升的控制指令，且信号反馈装置1471反馈的拉力计1472检测到的动滑轮145受到的拉力值增大时，第一控制系统110就向驱动单元143的驱动电机1431发出相应的第一控制信号，使转动件144进行转动以使线缆400脱离转动件144(即放线)；当地面控制系统300发出控制无人机20下降的控制指令，且信号反馈装置1471反馈的动滑轮145受到的拉力值减小时，第一控制系统110就向驱动单元143的驱动电机1431发出相应的第二控制信号，使转动件144进行转动以使线缆400缠绕在转动件144(即收线)；而仅当信号反馈装置1471反馈的动滑轮145受到的拉力值增大或减小，且没有接收到控制无人机200飞行的控制指令时，第一控制系统110就不会向驱动电机1431发出控制信号。

第一电源系统130用于通过收放供电系统140向无人机200供电。具体地，请参考图5，第一电源系统130包括依次电连接的发电机131、储能单元132及电源分配器133。其中，发动机121驱动发电机131发电，即发动机120开始运转后，带动发电机131运转，发电机131正常运转后就可以对储能单元132充电。储能单元132用于存储电能，并将电能通过电源分配器133分配出去。其中，储能单元132例如为蓄电池组。电源分配器133将一部分电能向无人船100内部的各结构提供电能，将一部分电能通过收放供电系统140、线缆400向无人机200输送。

第一任务系统150用于采集信息，例如海事视频、环境信息等，并将采集的信息发送至第一控制系统110。请参考图2，第一任务系统150例如包括水温传感器151、水流监测传感器152、风速计153、摄像头154等。

进一步地，请继续参考图2，无人船100包括用于供无人机200起飞和降落的无人机平台160。当无人机200未执行任务时，可以降落在无人机平台160上；当无人机200即将执行任务时，无人船100通过线缆400向无人机200供电，之后无人机200即可从无人机平台160上起飞。

在其中一个实施例中，请参考图3。无人机200包括第二控制系统210、第二电源系统220、第二动力系统230及第二任务系统240。第二电源系统220分别与第二控制系统210、第二动力系统230、第二任务系统240电连接，并通过线缆400与无人船100电连接。第二控制系统210还与地面控制系统300无线连接。

其中，第二电源系统220通过线缆400接收来自无人船100的电能，并对第二控制系统210、第二动力系统230、第二任务系统240进行供电。具体地，第二电源系统220例如包括电源分配器，将来自无人船100的电能分配至无人机200内的各结构。具体地，第二电源系统220通过线缆400与上述无人船100中的收放供电系统140电连接。

第二动力系统230用于向无人机200提供动力，例如为活塞式发动机、涡扇发动机、涡桨发动机或其他类型的发动机等。

第二控制系统210，用于根据来自地面控制系统300的指令控制无人机200内各系统的运行，并将无人机200的运行信息及第二任务系统240采集的信息无线发送至地面控制系统300。第二控制系统210例如包括飞控计算机。

第二任务系统240用于执行相应的任务，例如采集数据，第二任务系统240例如包括摄像头、激光测距仪等。

另一实施方式提供了一种海事监控系统，包括：运行在海上的无人船、无人机及地面控制系统。所述地面控制系统分别与所述无人船、所述无人机无线连接；所述无人船与所述无人机通过能够进行收放的线缆连接，且所述无人船通过所述线缆向所述无人机供电。

需要说明的是，本实施方式提供的海事监控系统中的无人船、无人机、地面控制系统的工作原理与上述实施方式相同，这里就不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。