基于声纹识别的海上无线电呼救自动寻址装置的制作方法

本实用新型涉及海上无线电设备领域，特别为一种基于声纹识别的海上无线电呼救自动寻址装置。

背景技术：

随着海洋经济的发展，开发和利用海洋资源的步伐加快，国际航运事业得到飞速的发展，船舶大型化、自动化和高速化趋势日趋明显，海上船舶活动更加频繁，海上遇险概率也在不断增加。海难大多为突发事故，海上航行遇到大风浪、大雾等恶劣气象和海况，以及突发的翻船、碰撞、触礁、搁浅、火灾等原因均可能导致舰船沉没。虽然目前海上卫星定位系统已经普遍应用于各种船舶,但若发生海难还是经常无法确定船舶位置。

目前我国海上搜救信息主要来源于以下几个渠道：①过往船舶报警。②AIS信息报警③船舶自带的无线电呼救信号报警④海上卫星定位系统报警⑤岸基雷达扫描发现⑥其他一些常用手段。

而如何快速搜寻检测遇险目标，并对检测到的目标进行甄别和确认成为快速有效搜救的关键,海上险情无线电信息的获取与交流是成功组织、协调搜救行动的前提。上述所描述的现有海上船舶搜救信息收集方式虽然可以将发生突发事件的位置信息告诉施救人员，但我们均无法与遇难船舶直接进行语言勾通了解发生的情况及需要救助的内容,并且在实际工作中，基于各种原因和心态，误报警或报假警现象时有发生，作为海事紧急救援部门，因无法将呼救信号与船舶位置一一对应，目前尚无有效办法辨别报警呼救真伪。因此传统的救援方式都是拉网式地毯搜救，存在搜救时间长，成功率低，人力资源耗费大等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：克服上述所存在的问题,提供一种能够实现对船舶求救无线电信号的自动定位及真伪验证的基于声纹识别的海上无线电呼救自动寻址装置。

本实用新型通过如下技术方案实现：一种基于声纹识别的海上无线电呼救自动寻址装置，其特征在于：包括壳体、设置于壳体内部的主板以及设置于壳体内部并用于为主板供电的电源；

所述壳体上设有用于连接AIS天线的AIS天线接口以及用于连接无线电监测测向天线的测向天线接口；

所述主板上设有用于分析处理数据并确认船舶位置的终端控制模块；与终端控制模块连接并用于采集船舶AIS信息的AIS信息采集模块，AIS信息采集模块的接收端与AIS天线接口连接；与终端控制模块连接并用于识别接收到的无线电信号声纹特征的声纹信息处理模块；以及分别与声纹信息处理模块及终端控制模块连接并用于接收无线电信号的无线电定位测向数据接收模块，无线电定位测向数据接收模块的接收端与测向天线接口连接。

其工作过程如下：

①当无线电定位测向数据接收模块监听收到海上无线电呼救信号时将该海上无线电呼救信号传输至声纹信息处理模块，声纹信息处理模块提取出无线电呼救信号中的声纹信息并自动生成测试数据传输至终端控制模块，终端控制模块收到测试数据后被触发从而开始工作；

②终端控制模块将接收到的测试数据与内部存储的由声纹特征信息和对应船舶MMSI号所构成的存储词条进行比对；

若测试数据与终端控制模块中存储的其中一条船舶声纹特征信息比对一致，则提取该船舶相应的MMSI号并转入步骤⑥；

若在终端控制模块所储存的存储词条中搜索不到匹配的声纹特征信息或匹配到多条声纹特征信息时，则转入步骤③；

③终端控制模块控制无线电定位测向数据接收模块进行测向，获取无线电信号的测向信息，并与测向线上船舶AIS信息中船舶地理信息进行匹配；

若匹配不一致则自动进入休眠，等待下次重新被触发；

若匹配到一艘船舶的信息时，自动提取所匹配到的该船舶MMSI号并转到步骤④；

若匹配到多艘船舶的信息时则转到步骤⑤；

④终端控制模块将匹配到的该船舶MMSI号提取并与测试数据一并生成新的存储词条储存在终端控制模块中，同时利用该测试数据替换掉内部原有存储的与该船舶MMSI号对应的存储词条，同时删除其他具有相同声纹特征信息的其他存储词条，而后转入步骤⑥；

⑤获取的多艘船舶MMSI号，分别与测试数据结合形成新的存储词条，将新形成的存储词条逐一与原有的含有相同声纹特征信息的存储词条进行比对；

若无重复，则说明无法定位，只能作为比较信息，待下次该船舶再次在新位置讲话时重新判断，因而终端控制模块将自动进入休眠，等待下次重新触发；

若只重复一条，说明已实现船舶的MMSI号和声纹特征信息唯一性的对应，其效果相当于实现两个常规无线电测向站的交叉定位，船舶定位指向性十分明确，因而保留这一存储词条，并删除内部原有存储的含有相同声纹特征信息的其他存储词条，避免因通讯人员在不同船舶交流造成数据的失效，保证存储模块的存储词条的最新和准确，而后转入步骤⑥；另外内部存储器还可以通过行政管理手段，在船舶工作人员出港前先行提取声纹特征信息，将其与工作船舶的MMSI号进行混合编码，并以人工输入方式增加存储词条；

若重复多条，说明无法定位，因而保留这些重复的存储词条，并删除存储模块中已有的含有相同声纹特征信息的其他存储词条以减少无效信息，而后终端控制模块自动进入休眠，等待下次重新触发；

⑥终端控制模块依据该船舶MMSI号控制AIS信息采集模块适时查询最新船舶的AIS信息来确认该正在无线电呼救船舶的地理信息，从而确认出该船舶的地址并输出显示。

为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：

进一步的，所述终端控制模块包括用于分别控制AIS信息采集模块、声纹信息处理模块和无线电定位测向数据接收模块的MCU单元模块；用于接收声纹信息处理模块的传输数据并触发MCU单元模块的触发单元模块，触发单元模块的接收端与声纹信息处理模块的数据输出端连接，触发单元模块的输出端与MCU单元模块的信号触发端连接；以及与MCU单元模块连接并用于存储船舶相应声纹特征信息和船舶MMSI号数据的存储模块。

①当无线电定位测向数据接收模块监听收到海上无线电呼救信号时将该海上无线电呼救信号传输至声纹信息处理模块，声纹信息处理模块提取出无线电呼救信号中的声纹信息并自动生成测试数据传从而使触发单元模块触发MCU单元模块开始工作；

②MCU单元模块将接收到的测试数据与内部存储的由船舶声纹特征信息和相应船舶MMSI号所构成存储词条中的声纹特征信息进行比对；

若测试数据与存储模块中储存的其中一条存储词条中的船舶声纹特征信息比对一致，则提取该存储词条中相应的船舶MMSI号并转入步骤⑥；

若在存储模块所储存的存储词条中搜索不到匹配的声纹特征信息或匹配到多条声纹特征信息时，则转入步骤③；

③MCU单元模块控制无线电定位测向数据接收模块进行测向，获取无线电信号的测向信息，并与测向线上船舶AIS信息中船舶地理信息进行匹配；

若匹配不一致MCU单元模块自动进入休眠，等待下次重新触发；

若到一艘船舶的信息时，自动提取所匹配到的该船舶MMSI号并转到步骤④；

若匹配到多艘船舶的信息时则转到步骤⑤；

④MCU单元模块将匹配到的该船舶MMSI号提取并与测试数据一并生成新的存储词条储存在存储模块中，同时利用该测试数据替换掉存储模块中原有的与该船舶MMSI号对应的存储词条，同时删除其他具有相同声纹特征信息的其他存储词条，而后转入步骤⑥；

⑤获取的多艘船舶MMSI号，分别与测试数据结合形成新的存储词条，将新形成的存储词条逐一与原有的含有相同声纹特征信息的存储词条进行比对；

若无重复，则MCU单元模块自动进入休眠，等待下次重新触发；

若只重复一条，则保留这一存储词条，并删除存储模块中原有的含有相同声纹特征信息的其他存储词条，转入步骤⑥；

若重复多条，则保留这些重复的存储词条，并删除存储模块中已有的含有相同声纹特征信息的其他存储词条，而后MCU单元模块自动进入休眠，等待下次重新触发；

⑥MCU单元模块依据该船舶MMSI号控制AIS信息采集模块适时查询最新船舶的AIS信息来确认该正在无线电呼救船舶的地理信息，从而确认出该船舶的地址并输出显示。

优选的，所述触发单元模块由用于检测声纹信息处理模块是否发出脉冲数字信号的数据检波模块以及用于触发MCU单元模块的时基电路构成，数据检波模块的数据接收端与声纹信息处理模块的数据输出端连接，数据检波模块的数据输出端与时基电路的接收端连接，时基电路的输出端与MCU单元模块的信号触发端连接。

优选的，所述AIS信息采集模块为AIS接收机。

优选的，所述声纹信息处理模块为声纹特征识别模块。

优选的，所述无线电定位测向数据接收模块为无线电测向定位接收机。

优选的，为了达到对本实用新型防水的目的：所述壳体为防水壳体。

优选的，由于本实用新型主要安装地点在海岸线附近，为了达到防止水浸造成设备损失的目的：本实用新型还包括浸水报警装置，浸水报警装置包括用于感应壳体内积水的浸水监测模块以及报警器，浸水监测模块与报警器及电源连接，当浸水监测模块监测到壳体内存在积水时自动关闭电源并控制报警器发出警报。

优选的，所述壳体的外表面上还设有显示器，显示器与终端控制模块的数据输出端连接。

较之前技术而言，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型通过声纹识别无线电呼叫信号，进而在了解遇险情况的通话过程中实时准确定位出发生突发状况时的船舶位置坐标信息，有别于目前的海事监听，可以实现海事监听所不能做到的“看得见，听得着”功能，有助于全面了解海上遇险船舶周边情况，成功组织、协调搜救行动；

2.本实用新型通过声纹识别，提供一种实用性好、采用多手段相互验证的精确定位，成功地弥补了目前无线电测向定位设备测向精度限制以及对同频无线电信号无法定位的不足，使得基于声纹识别的海上无线电呼救自动寻址成为可能；

3.本实用新型将声纹识别技术与AIS信息结合，使得海事管理部门在海上管理过程中更直观了解海上船舶运行情况。特别是针对恶意关闭AIS系统的船舶，本实用新型可以根据其对外联络时的无线电对讲信号，获得准确的船舶船名等具体信息，作为行政执法依据，是AIS信息管理系统有效补充；

4.本实用新型可通过标准接口与现有的海事部门使用的监听调度系统、AIS信息管理系统、以及雷达系统很好的结合，从而开发出广泛应用于港口调度、海上救援、海域管制、突发事件应急处理等功能。

附图说明

图1为本实用新型立体示意图；

图2为本实用新型截面示意图；

图3为本实用新型电路框图。

标号说明：1-壳体、2-主板、3-电源、4-AIS天线接口、5-测向天线接口、6-显示器、7-报警器、8-浸水监测模块。

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型做详细说明：

本实用新型包括壳体1、设置于壳体1内部的主板2以及设置于壳体1内部并用于为主板2供电的电源3；

所述壳体1上设有用于连接AIS天线的AIS天线接口4以及用于连接无线电监测测向天线的测向天线接口5；

所述主板2上设有用于分析处理数据并确认船舶位置的终端控制模块；与终端控制模块连接并用于采集船舶AIS信息的AIS信息采集模块，AIS信息采集模块的接收端与AIS天线接口4连接；与终端控制模块连接并用于识别接收到的无线电信号声纹特征的声纹信息处理模块；以及分别与声纹信息处理模块及终端控制模块连接并用于接收无线电信号的无线电定位测向数据接收模块，无线电定位测向数据接收模块的接收端与测向天线接口5连接。

进一步的，所述终端控制模块包括用于分别控制AIS信息采集模块、声纹信息处理模块和无线电定位测向数据接收模块的MCU单元模块；用于接收声纹信息处理模块的传输数据并触发MCU单元模块的触发单元模块，触发单元模块的接收端与声纹信息处理模块的数据输出端连接，触发单元模块的输出端与MCU单元模块的信号触发端连接；以及与MCU单元模块连接并用于存储船舶相应声纹特征信息和船舶MMSI号数据的存储模块。

进一步的，所述触发单元模块由用于检测声纹信息处理模块是否发出脉冲数字信号的数据检波模块以及用于触发MCU单元模块的时基电路构成，数据检波模块的数据接收端与声纹信息处理模块的数据输出端连接，数据检波模块的数据输出端与时基电路的接收端连接，时基电路的输出端与MCU单元模块的信号触发端连接。

这里,时基电路通常为555时基电路。

进一步的，所述AIS信息采集模块为AIS接收机。建议采用市场主流的罗德与施瓦茨DDF255测向设备。

进一步的，所述声纹信息处理模块为声纹特征识别模块。建议采用VINGTECH或科大讯飞的声纹识别开发模块等。

进一步的，所述无线电定位测向数据接收模块为无线电测向定位接收机。建议采用SR162 AIS接收机或FT-8700 AIS接收机等。

进一步的，所述壳体1为防水壳体。

进一步的，本实施例还包括浸水报警装置，浸水报警装置包括用于感应壳体1内积水的浸水监测模块8以及报警器7，浸水监测模块8与报警器7及电源3连接，当浸水监测模块8监测到壳体1内存在积水时自动关闭电源3并控制报警器7发出警报。

进一步的，所述壳体1的外表面上还设有显示器6，显示器6与终端控制模块的数据输出端连接。

尽管本实用新型采用具体实施例及其替代方式对本实用新型进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本实用新型的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本实用新型不受任何意义上的限制。