一种全天候浮标安全自主管理装备

本发明涉及一种全天候浮标安全自主管理装备，属于浮标安全管理。

背景技术：

1、航道是水运的基础设施，浮标是航道基础设施中重要的组成部分。然而，浮标被过往船舶剐蹭、撞击、损坏甚至丢失的情况时有发生。浮标属于国家财产，其损坏是国家财产的严重损失。同时，浮标是航道通航的重要引导设施，浮标漂移或破损后发现不及时极易造成航行事故，是影响通航安全的巨大隐患。即使浮标被撞破损及时发现，但因没有现场证据而无法追究涉事船舶责任，难以挽回国家财产损失的情况也频繁发生。

2、为此，本发明提出一种基于太阳能供电、支持浮标位置自主定位与评估、船舶抵近现场示警和远程预警、船舶碰撞现场示警和远程告警、碰撞现场影像自主实时录制、碰撞视频自主回传等功能的浮标安全自主管理装备。本发明可支持浮标位置异常及时发现、船舶抵近声光预警、船舶碰撞远程告警、碰撞影像自主录制，为浮标安全保驾护航。

技术实现思路

1、聚焦浮标漂移难监测、碰撞告警不及时、碰撞证据难获取等浮标安全管理实际难题，本发明提出的装备，可实现全天候漂移告警、抵近预警、碰撞告警和自主取证等功能，破解浮标安全管理难题。

2、本发明的目的是这样实现的：由下至上包括底座、中部棱台、颈部透明圆柱和顶部，中部棱台六面均匀布设6块太阳能光伏发电板，中部棱台内部设置控制器和蓄电池，太阳能光伏发电板与控制器与蓄电池连接；底座内置三轴加速度传感器、姿态仪和测倾仪和北斗定位装置；颈部透明圆柱内设360激光雷达和图像采集装置，360激光雷达位置高于图像采集装置；中部棱台内置工控机，中部棱台底部平台分布设置5g传输模块和ais收发模块，顶部安置声光示警终端。

3、进一步地，太阳能光伏发电板的安装角度为40°。

4、进一步地，三轴加速度传感器实时采集浮标加速度信息，并将采集数据传输至工控机，为识别船舶碰撞提供数据来源；测倾仪和姿态仪采集浮标姿态信息，并将采集浮标姿态信息传输到工控机，为识别来船方向、浮标安全诊断等提供数据支撑；北斗定位模块实现对浮标的实时定位，监控浮标位置信息，并传输至工控机。

5、进一步地，360激光雷达全天候采集浮标附近环境点云数据，并实时传输到工控机，为浮标周围环境三维重构和船舶抵近分析识别提供数据支持；图像采集系统采集系统采集浮标预警范围内环境影像信息和船舶碰撞浮标过程影像信息，当接收到工控机的指令后，将自动采集浮标周围环境影像信息和船舶碰撞浮标过程影像信息，并将影像实时传输到工控机。

6、进一步地，5g传输模块在工控机及浮标安全管理软件的控制下完成数据和指令的传输，ais收发模块接收与发送附近船舶和自身位置信息，实时监控并分析过往船舶位置与自身位置，避免过往船舶发生碰撞，同时为船舶碰撞事故发生后追责提供佐证信息。

7、与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、基于太阳能获能+蓄电池储能方式，可实现全天候浮标安全管理；2、自主进行实时定位和位置状态评估，位置异常第一时间自主报警，并提供浮标破坏漂移过程中的位置跟踪功能；3、船舶抵近现场示警并远程报警，减少碰撞概率；4、船舶碰撞现场告警并远程报警，提高浮标异常情况处置效率，降低因浮标破坏导致的通航风险；5、船舶碰撞现场影像自主录制，为事后追责提供必要证据；6、装备整体结构尺寸合理，能够在绝大部分浮标上使用，且不影响浮标正常运行。

技术特征：

1.一种全天候浮标安全自主管理装备，其特征在于：由下至上包括底座、中部棱台、颈部透明圆柱和顶部，中部棱台六面均匀布设6块太阳能光伏发电板，中部棱台内部设置控制器和蓄电池，太阳能光伏发电板与控制器与蓄电池连接；底座内置三轴加速度传感器、姿态仪和测倾仪和北斗定位装置；颈部透明圆柱内设360激光雷达和图像采集装置，360激光雷达位置高于图像采集装置；中部棱台内置工控机，中部棱台底部平台分布设置5g传输模块和ais收发模块，顶部安置声光示警终端。

2.根据权利要求1所述的一种全天候浮标安全自主管理装备，其特征在于：太阳能光伏发电板的安装角度为40°。

3.根据权利要求1所述的一种全天候浮标安全自主管理装备，其特征在于：三轴加速度传感器实时采集浮标加速度信息，并将采集数据传输至工控机，为识别船舶碰撞提供数据来源；测倾仪和姿态仪采集浮标姿态信息，并将采集浮标姿态信息传输到工控机，为识别来船方向、浮标安全诊断等提供数据支撑；北斗定位模块实现对浮标的实时定位，监控浮标位置信息，并传输至工控机。

4.根据权利要求1所述的一种全天候浮标安全自主管理装备，其特征在于：360激光雷达全天候采集浮标附近环境点云数据，并实时传输到工控机，为浮标周围环境三维重构和船舶抵近分析识别提供数据支持；图像采集系统采集系统采集浮标预警范围内环境影像信息和船舶碰撞浮标过程影像信息，当接收到工控机的指令后，将自动采集浮标周围环境影像信息和船舶碰撞浮标过程影像信息，并将影像实时传输到工控机。

5.根据权利要求1所述的一种全天候浮标安全自主管理装备，其特征在于：5g传输模块在工控机及浮标安全管理软件的控制下完成数据和指令的传输，ais收发模块接收与发送附近船舶和自身位置信息，实时监控并分析过往船舶位置与自身位置，避免过往船舶发生碰撞，同时为船舶碰撞事故发生后追责提供佐证信息。

技术总结
本发明提供一种全天候浮标安全自主管理装备，由下至上包括底座、中部棱台、颈部透明圆柱和顶部，中部棱台六面均匀布设6块太阳能光伏发电板，中部棱台内部设置控制器和蓄电池，太阳能光伏发电板与控制器与蓄电池连接；底座内置三轴加速度传感器、姿态仪和测倾仪和北斗定位装置；颈部透明圆柱内设360激光雷达和图像采集装置，360激光雷达位置高于图像采集装置；中部棱台内置工控机，中部棱台底部平台分布设置5G传输模块和AIS收发模块，顶部安置声光示警终端。本发明可实现全天候漂移告警、抵近预警、碰撞告警和自主取证等功能，破解浮标安全管理难题。

技术研发人员：李明伟,李向阳,齐俊麟,安小刚,李然,梁锴,耿敬,王宇田,张轩铭,徐瑞喆
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13