33]另外，所述红外测距传感器是用红外线为介质的测量系统，按照功能可分成五类:
(I)辐射计，用于辐射和光谱测量；(2)搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；(3)热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；
(4)红外测距和通信系统；(5)混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。其按探测机理可分成为光子探测器和热探测器。红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。其原理为，红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，利用的红外测距传感器例如LDM301发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用CCD图像处理接收发射与接收的时间差的数据。经信号处理器处理后计算出物体的距离。这不仅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。测量距离远，很高的频率响应，适合于恶劣的环境中。
[0034]本发明的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，搭建了一个集成驾驶员状态监控、船舶行驶速度灵活设定、兼容各种移动通信标准的报警平台，通过船舶行驶速度设置监控水下地貌的换能器的测量精度，根据水面和水下目标的距离检测，设置船舶允许行驶的最大速度，同时，在使用摄像头和图像处理设备提取驾驶员面部特征，分析出驾驶员的疲劳状态，在超速或驾驶员疲惫时，将相关报警信息通过兼容性强的移动通信接口无线发送给其他管理人员和船舶管理中心，以便于及时采取措施，改善船舶行驶状态，避免船舶事故发生。
[0035]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，其特征在于，所述船舶报警系统包括换能器组件、测距传感器组件、船速检测设备、控制设备和驾驶员状态检测设备，所述控制设备分别与所述换能器组件、所述测距传感器组件、所述船速检测设备和驾驶员状态检测设备连接，基于所述船速检测设备输出的船舶行驶速度控制所述换能器组件的测量精度等级，基于所述换能器组件和所述测距传感器组件的测量结果确定是否对船舶行驶速度报警，还基于所述驾驶员状态检测设备的检测结果确定是否对驾驶员疲劳状态报警。
2.如权利要求1所述的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，其特征在于，所述船舶报警系统还包括: 换能器组件，由四个换能器组成，所述四个换能器分别位于船舶船底四角，每一个换能器基于接收到的船舶行驶速度确定测量精度等级，所述测量精度等级包括特等、Ia等、Ib等和二等，所述四个换能器测量到的船舶船底距离水底最近的距离值作为船底目标距离输出； 测距传感器组件，由四个红外测距传感器组成，所述四个红外测距传感器分别安装在船舶的四侧，用于分别检测船舶四侧附近出现的目标距离船体的距离，并将船舶四侧附近出现的目标到船体的距离中最近的距离值作为船侧目标距离输出； 船速检测设备，检测并输出船舶行驶速度，在船舶行驶速度大于船舶最大允许行驶速度时，发出超速报警信号，在船舶行驶速度恢复到船舶最大允许行驶速度以内时，发出船舶速度正常信号； 驾驶员状态检测设备，包括设置在驾驶员驾驶位置上方的摄像头和连接所述摄像头的图像处理设备，所述图像处理设备对所述摄像头拍摄的驾驶员面部图像进行分析以确定驾驶员的疲劳状态，所述驾驶员的疲劳状态包括极度疲劳、疲劳、亚清醒、清醒、极度清醒五个状态； 无线数据收发设备，通过FPGA芯片集成LTE标准的移动通信收发接口、WiMax标准的移动通信收发接口和HSPA+标准的移动通信收发接口，所述FPGA芯片为Xilinx公司的Virtex-7型号的芯片； 定位设备，将船舶的定位数据发送给控制设备； 控制设备，连接所述换能器组件、所述测距传感器组件、所述船速检测设备、所述驾驶员状态检测设备、所述无线数据收发设备和所述定位设备，基于船底目标距离和船侧目标距离确定船舶最大允许行驶速度，将船速检测设备输出的船舶行驶速度转发给换能器组件，在接收到超速报警信号时，通过无线数据收发设备，将所述船舶行驶速度发送给轮机员的移动终端或船舶管理中心的无线收发平台，将船舶的定位数据转发给船舶管理中心的无线收发平台，在接收到极度疲劳状态或疲劳状态时，通过无线数据收发设备，将所述摄像头拍摄的驾驶员面部图像发送给轮机员的移动终端或船舶管理中心的无线收发平台，将船舶的定位数据转发给船舶管理中心的无线收发平台； 显示设备，连接控制设备，用于实时显示船舶四侧附近出现的目标到船体的距离、并实时显示所述四个换能器测量到的距离、船舶行驶速度、船舶最大允许行驶速度、驾驶员的疲劳状态、所述摄像头拍摄的驾驶员面部图像和船舶的定位数据； 存储设备，连接控制设备，用于实时存储船舶四侧附近出现的目标到船体的距离、并实时存储所述四个换能器测量到的距离、船舶行驶速度、船舶最大允许行驶速度、驾驶员的疲劳状态、所述摄像头拍摄的驾驶员面部图像和船舶的定位数据； 语音报警设备，连接控制设备，用于在接收到超速报警信号、极度疲劳状态或疲劳状态时，进行相应的语音报警文件播放； 其中，所述船速检测设备、所述定位设备、所述控制设备、所述显示设备、所述存储设备和所述语音报警设备位于船舶的前端仪表盘内，所述无线数据收发设备位于船舶船体的头部； 其中，每一个换能器向水底发射声波，通过测量声波从发射声波到接收水底回波之间时间间隔获得船舶船底到水底的距离值。
3.如权利要求2所述的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，其特征在于: 所述显示设备为液晶显示器LCD，所述存储设备为同步动态随机存储器SDRAM，所述语音报警设备为扬声器。
4.如权利要求2所述的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，其特征在于: 所述红外测距传感器包括多个红外测距单元，分别对各自预定的检测范围进行船舶侧面目标的检测。
【专利摘要】本发明涉及一种基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，所述船舶报警系统包括换能器组件、测距传感器组件、船速检测设备、控制设备和驾驶员状态检测设备，所述控制设备分别与所述换能器组件、所述测距传感器组件、所述船速检测设备和驾驶员状态检测设备连接，基于所述船速检测设备输出的船舶行驶速度控制所述换能器组件的测量精度等级，基于所述换能器组件和所述测距传感器组件的测量结果确定是否对船舶行驶速度报警，还基于所述驾驶员状态检测设备的检测结果确定是否对驾驶员疲劳状态报警。通过本发明，提高了船舶行驶的安全性，避免船体碰撞的事故发生，减少船舶运营商的经济损失，保证了船上人员和货物不受损伤。
【IPC分类】G08B21-06, G08G3-00
【公开号】CN104658191
【申请号】CN201510111532
【发明人】不公告发明人
【申请人】李英
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年7月28日