專利名稱：船舶智能避碰預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于導(dǎo)航終端中的避碰預(yù)警裝置，特別涉及一種 在海事、安全等領(lǐng)域中用于識別在設(shè)定范圍內(nèi)的船舶間的會遇幾率，依據(jù) 設(shè)定的會遇預(yù)警條件進(jìn)行篩選，并按照會遇時(shí)間從小到大進(jìn)行排序，然后 進(jìn)行避碰預(yù)警的船舶智能避碰預(yù)警裝置。
背景技術(shù)：
海上船舶碰撞事故是海上交通安全的首害，在海上安全事故中占有很 大比例，因此要求運(yùn)用于船舶上的導(dǎo)航終端具有有效的避碰預(yù)警功能?，F(xiàn) 有船舶上的導(dǎo)航終端往往采用距離預(yù)警，即當(dāng)計(jì)算出本船與他船間的距離 小于一個(gè)設(shè)定的值時(shí)就認(rèn)為會發(fā)生碰撞，然后就進(jìn)行碰撞預(yù)警提示。這種 預(yù)警很多時(shí)候都不是真正的發(fā)生碰撞，比如兩船處于平行航行的狀態(tài)時(shí)， 雖然兩船間的距離小于設(shè)定的距離值，但不是真正的會發(fā)生碰撞，如果這 時(shí)進(jìn)行碰撞預(yù)警就會誤導(dǎo)船舶駕駛員，加重駕駛員的負(fù)擔(dān)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種通過計(jì)算設(shè)定范圍內(nèi)的 船舶間的會遇幾率，依據(jù)設(shè)定的會遇預(yù)警條件進(jìn)行篩選，并按照會遇時(shí)間 從小到大進(jìn)行排序，然后進(jìn)行避碰預(yù)警，更有效地避免船舶的碰撞，保證 航行安全的船舶智能避碰預(yù)警裝置。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是 一種船舶智能避碰預(yù)警裝置，包括 有中央處理單元、人機(jī)交互單元和揚(yáng)聲器，所述的中央處理單元分別通過 第一數(shù)據(jù)接口接收經(jīng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)所傳送的本船信息數(shù)據(jù)，通過第二數(shù)據(jù)
接口接收其他船舶信息數(shù)據(jù)，通過揚(yáng)聲器接口連接揚(yáng)聲器；所述的中央處
理單元還連接人機(jī)交互單元。
所述的人機(jī)交互單元包括有用于顯示中央處理單元數(shù)據(jù)處理結(jié)果的液 晶顯示屏和用于向中央處理單元輸入設(shè)定條件的按鍵盤。所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)包括GPS全球定位系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。 所述的中央處理單元包括嵌入式微處理器，所述的嵌入式微處理器通
過本身的內(nèi)存控制器外接SDRAM，通過本身的Nand Flash控制器外接Nand Flash,釆用本身的DART接口作為傳輸本船信息數(shù)據(jù)和其他船舶信息數(shù)據(jù) 的第t .數(shù)據(jù)接U和第二數(shù)據(jù)接口，通過本身的IIS接U經(jīng)由音頻處理芯片 構(gòu)成的揚(yáng)聲器接L—J連接揚(yáng)聲器，通過本身的LCD控制器外接液晶顯小屏， 通過其GPIO U外接鍵盤。
本實(shí)用新型的船舶智能避碰預(yù)警裝置，通過嵌入式微處理器采集船舶 信息數(shù)據(jù)，并計(jì)算設(shè)定范圍內(nèi)的船舶間的會遇幾率，依據(jù)設(shè)定的會遇預(yù)警 條件進(jìn)行篩選，并按照會遇時(shí)間從小到大進(jìn)行排序，然后在人機(jī)界面h標(biāo) 注n]"能會遇的路線，在人機(jī)界面上發(fā)出視覺預(yù)警提示，通過揚(yáng)聲器發(fā)出聲 ^預(yù)警提小，有效的提高了碰撞預(yù)警的準(zhǔn)確性。


圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖2是中央處理單元原理框圖3是本實(shí)用新型的信號處理流程圖4是本實(shí)用新型的算法詳解圖。
屮央處理單元 3:第二數(shù)據(jù)接口
7-他船信息數(shù)據(jù)
9:按鍵盤 ih電源
2:第一數(shù)據(jù)接UI 4:揚(yáng)聲器接口 6:本船信息數(shù)據(jù) 8:人機(jī)交互單元 10:液晶顯示屏
具體實(shí)施方式
卜面結(jié)合附圖給出具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的船舶智能避 碰預(yù)警裝置是如何實(shí)現(xiàn)的。
如圖1所示，本實(shí)用新型的船舶智能避碰預(yù)警裝置，包括有中央處理中-元l、人機(jī)交互單元8和揚(yáng)聲器5。
所述的屮央處理單元1分別通過第一數(shù)據(jù)接口 2接收經(jīng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)
所傳送的本船信息數(shù)據(jù)6，通過第二數(shù)據(jù)接口 3接收船舶自動識別系統(tǒng)(AIS 系統(tǒng))發(fā)出的其他船舶信息數(shù)據(jù)7，通過揚(yáng)聲器接U 4連接揚(yáng)聲器5;所述 的屮央處理單元1還連接人機(jī)交互單元8。所述的人機(jī)交互單元8包括有川 于W小中央處理單元1數(shù)據(jù)處理結(jié)果的液晶顯示屏IO和用于向中央處理單 元l輸入設(shè)定條件的按鍵盤9。
所述的i星定位系統(tǒng)包括GPS全球定位系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。 所述的本船信息數(shù)據(jù)包括本船航向、航速、位置和時(shí)間。所述的其他船舶 信息數(shù)據(jù)包括其他船舶的航向、航速和位置。所述的向中央處理單元1輸 入設(shè)定條件包括他船和本船的距離、他船的類型和他船的航速；最小會 遇距離和最小會遇時(shí)間。
如圖2所示，所述的中央處理單元1包括嵌入式微處理器CPU，本實(shí) 用新型是釆用A脂9處理器S3C2440A，所述的嵌入式微處理器CPU通過本 身的內(nèi)存控制器外接SDRAM，通過本身的Nand Flash控制器外接Nand F]ash，釆川木身的UART接U作為傳輸本船信息數(shù)據(jù)6和其他船舶信怠數(shù) 據(jù)7的第-數(shù)據(jù)接u 2和第二數(shù)據(jù)接口 3，通過本身的IIS接口經(jīng)由音頻處 理芯片UDA1341構(gòu)成的揚(yáng)聲器接口 4連接揚(yáng)聲器5，通過本身的LCD控制器 外接液晶顯示屏10，通過其GPIO 口外接鍵盤9。中央處理單元可以使用 WLnCE、嵌入式Linux等嵌入式操作系統(tǒng)，以便于編寫人機(jī)交互界面。
如圖3所示，中央處理單元1信號處理的過程是，獲取本船和周圍其 他船舶的航向、航速和位置等信息數(shù)據(jù)，選出滿足設(shè)定范圍的他船，依據(jù) 參數(shù)計(jì)算本船和其他船舶間的會遇距離和會遇時(shí)間，依據(jù)設(shè)定的會遇預(yù)警 條件進(jìn)行篩選，對可能發(fā)生的會遇情況按照會遇時(shí)間從小到大進(jìn)行排序， 在液晶、B示屏10 l:標(biāo)注nj能會遇的路線，并在液晶顯示屏IO進(jìn)行視覺預(yù) 警提示，通過揚(yáng)聲器5發(fā)出聲音預(yù)警提/j"
計(jì)算會遇距離和會遇時(shí)間的具體算法過程如下
如圖4所小、根據(jù)本船的對地航向C0G *、本船的對地航速S0G *得到本 船的矢量速度V^;根據(jù)他船的對地航向C0Gte、他船的對地航速SOG他得到 他船的矢量速度V^根據(jù)本船的經(jīng)緯度位置O,、他船的經(jīng)緯度位置02計(jì)算得到兩船之間的位置D,2。
根據(jù)相對運(yùn)動原理，視本船為不動，他船有兩個(gè)矢量速度V財(cái)和V他， 根據(jù)平行四邊形法則，得到他船此時(shí)的合成速度V* 二 V淋+ V他，此時(shí)他 船依照平行四邊形的對角線方向運(yùn)動，從0,向V^的方向做垂線，得到他船 與本船的會遇距離Da,A= D, * sin (COG夾)，本船與他船的會遇時(shí)間Ta,, 二 / V合。
權(quán)利要求1.一種船舶智能避碰預(yù)警裝置，包括有中央處理單元(1)、人機(jī)交互單元(8)和揚(yáng)聲器(5)，其特征在于，所述的中央處理單元(1)分別通過第一數(shù)據(jù)接口(2)接收經(jīng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)所傳送的本船信息數(shù)據(jù)(6)，通過第二數(shù)據(jù)接口(3)接收其他船舶信息數(shù)據(jù)(7)，通過揚(yáng)聲器接口(4)連接揚(yáng)聲器(5)；所述的中央處理單元(1)還連接人機(jī)交互單元(8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的船舶智能避碰預(yù)警裝置，其特征在于，所述 的人機(jī)交互單元(8)包括冇用于顯示中央處理單元(1)數(shù)據(jù)處理結(jié)果的 液晶顯示屏(10)和用于向中央處理單元(1)輸入設(shè)定條件的按鍵盤(9)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的船舶智能避碰預(yù)警裝置，其特征在于，所述 的衛(wèi)星定位系統(tǒng)包括GPS全球定位系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的船舶智能避碰預(yù)警裝置，其特征在于，所述 的屮央處理單元(1)包括嵌入式微處理器，所述的嵌入式微處理器通過本 身的內(nèi)存控制器外接SDRAM，通過本身的NandFlash控制器外接Nand Flash， 采用本身的UART接口作為傳輸本船信息數(shù)據(jù)(6)和其他船舶信息數(shù)據(jù)(7) 的第一數(shù)據(jù)接口 (2)和第二數(shù)據(jù)接U (3)，通過本身的IIS接口經(jīng)由音頻 處理芯片構(gòu)成的揚(yáng)聲器接口 (4)連接揚(yáng)聲器(5)，通過本身的LCD控制器外 接液晶顯示屏(10)，通過其GPIO 口外接鍵盤(9)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種船舶智能避碰預(yù)警裝置，中央處理單元分別通過第一數(shù)據(jù)接口接收經(jīng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)所傳送的本船信息數(shù)據(jù)，通過第二數(shù)據(jù)接口接收其他船舶信息數(shù)據(jù)，通過揚(yáng)聲器接口連接揚(yáng)聲器；中央處理單元還連接人機(jī)交互單元。人機(jī)交互單元包括有用于顯示中央處理單元數(shù)據(jù)處理結(jié)果的液晶顯示屏和用于向中央處理單元輸入設(shè)定條件的按鍵盤。本實(shí)用新型通過嵌入式微處理器采集船舶信息數(shù)據(jù)，并計(jì)算設(shè)定范圍內(nèi)的船舶間的會遇幾率，依據(jù)設(shè)定的會遇預(yù)警條件進(jìn)行篩選，并按照會遇時(shí)間從小到大進(jìn)行排序，然后在人機(jī)界面上標(biāo)注可能會遇的路線，在人機(jī)界面上發(fā)出視覺預(yù)警提示，通過揚(yáng)聲器發(fā)出聲音預(yù)警提示，有效的提高了碰撞預(yù)警的準(zhǔn)確性。
文檔編號B63B43/18GK201435162SQ200920096770
公開日2010年3月31日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者海 吳, 周育才, 姜遠(yuǎn)晨, 王保才, 輝 馬, 龔進(jìn)交 申請人:天津七一二通信廣播有限公司