激光对射船舶超高预警系统应用
基于激光扫描的船舶超载超吃水自动监测系统
基于激光扫描的船舶超载超吃水自动监测系统赵永富;葛鸣明;刘善成【摘要】近年来,内河干线航道超载、超吃水现象较为严重,船舶搁浅、碰撞等水上交通事故时有发生.而目前相应的治理手段单一,尽管相关部门投入了巨大的人力、物力、财力,但效果也并不理想.设计并实现了一套基于激光扫描和视频分析的船舶超载超吃水自动监测系统,并在镇江市地方海事局辖区水域实现了应用.结果表明,实际应用中系统在测量精度、实时性等方面表现优异,能够满足海事部门的日常监管需求.%In recent years, overload and overdraft phenomenon is more and more serious in inland waterway, and many traffic accidents have occurred from time to time, such as stranding, collision, etc. The corresponding management approach is simple, although the relevant departments have invested huge human, material and financial resources, but the effect is not satisfactory. Based on laser scanning and video analysis, an automatic overload and draft monitoring system is designed, and it is applied in the water areas of Zhenjiang local maritime bureau. The result shows that the system performs excellently in accuracy and real-time etc. in application. And this system can meet the needs of the daily supervision of maritime department.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2017(026)006【总页数】6页(P40-45)【关键词】船舶超载;船舶超吃水;干舷高度;激光扫描;视频分析【作者】赵永富;葛鸣明;刘善成【作者单位】镇江市地方海事局, 镇江 212002;镇江市地方海事局, 镇江 212002;镇江市地方海事局, 镇江 212002【正文语种】中文近几年, 受流域经济发展、船舶运营成本及船舶配载管理等因素影响, 内河船舶运输超载、超吃水现象有大幅反弹的趋势, 给水上运输安全带来了严重危害[1]. 船舶超吃水是指船舶实际吃水超过航道实际维护水深(航道每周维护尺度预报信息)和规定富余水深之和. 这些船舶犹如一颗颗随时可能发生爆炸的“水雷”, 在靠、离码头、调整航向、掉头或是与其他船舶、水上设施等相遇时, 驾驶员操作稍有不慎, 就容易发生搁浅事故, 对船员的人身和财产安全造成严重威胁[2]. 而且船舶一旦发生搁浅, 很容易就会造成航道阻塞甚至断航状况, 给航道的畅通和安全带来严重不利影响.目前治理超载、超吃水的措施主要是靠海事人员驾驶海巡艇到违章船舶上进行现场勘查, 核对船舶干舷高度、吃水深度. 对停泊的船舶比较容易勘验, 若船舶正在航行途中, 虽然有违章, 但对船舶进行拦截检查仍会带来较大的安全风险. 船舶必须要停靠下来, 海事人员再上船人工勘验[3], 这样不仅效率低下, 而且也十分不便, 无形中大大增加了人力、物力、财力的管理成本. 而且对于夜间、雨雪冰冻等天气条件下, 单靠人工治理将变的更加困难.鉴于人工测量方法的诸多弊端和局限性, 国内外很多科研部口开始投入大量的精力研制新的自动吃水检测方法, 这些新型的方法有各自的技术突破, 但是也有着不可避免的弊端. 现有的船舶超载、超吃水自动检测方法主要分为三类:一类是通过在船舶上安装特定的传感器进行检测[4,5]. 该类方法缺陷明显, 船主为了超载谋利会想方设法的破坏或影响安装在各自船舶上的传感器的工作状态, 从而使得测量的数据的准确性无法得到保障.另一类主要依靠视频分析进行超载测量[6], 如基于DSP的船舶水尺检测系统[7].这类方法仅仅依靠视频分析来进行测量, 很难达到较高的测量精度, 且测量结果容易收到天气状况、光照条件等因素的影响.还有一类是基于声呐、超声波阵列等技术的水下测量方法[8,9], 该类方法覆盖范围全面, 精度高, 但设备在水下容易受水底砂石、水草等杂物影响, 需要定期清理.针对现有的技术缺陷, 本文设计并实现了一套基于激光扫描和视频分析技术的船舶超载、超吃水自动监测系统, 利用激光穿透雾、烟、灰尘的能力强, 具有高测量精度、全天候、全天时的工作特点, 并结合视频分析来加强测量系统的准确性.3.1系统适用的外部条件本系统的检测设备适宜布设在航道的桥梁下方(见图1), 例如水面宽度为100m, 需要安装4个激光传感器实现全区域的覆盖, 同时借助两个摄像机实现对上、下水船舶的监控及图像取证, 最终实现过往船舶的干舷高度的自动测量、船舶超载、超吃水的自动预警.船舶干舷高度泛指船舶浮于静止水面时自水面至露天甲板上表面舷边处的垂直距离. 船舶的吃水深度是指船舶的底部至船体与水面相连处的垂直距离, 它间接反应了船舶在行驶过程中所受的浮力.系统采用机械式带高精度云台的激光雷达作为船舶吃水监测的核心设备, 传感器通过船舶剖面测量, 快速获取船体的剖面图像数据, 继而测量出当前船舶与桥梁的距离和吃水状态, 并将船舶的实际吃水深度与该船核定吃水深度进行比对, 智能判断出该船是否超载、超吃水. 若发现船舶发生超载或超吃水行为, 系统将自动将采集到的数据和图像信息保存到中心数据库, 并联合警示系统做出相应的报警处理.3.2系统设计系统主要由两个部分组成: 前端数据采集系统和后台分析、查询服务系统. 整体部署图如图2所示.前端采集系统是整个系统运行的基础数据和信息来源, 借助视频监控摄像头和激光传感器完成实时船舶监测数据的采集; 后台分析、查询服务系统是系统核心部分, 通过对前端采集到的各类数据借助相关算法计算出船舶干舷值, 作出相应的船舶超载、超吃水预警. 系统整体功能结构示意图如图3所示.前端采集系统的主要构成包括船舶外形扫描的激光传感器、高速智能云台和高清智能追踪摄像机等主要设备安装于航道水域的监测点, 它们是整个系统正常工作的信息源部分, 为视频分析、干舷测量、数据分析提供元数据. 通过在电子航道图中预设监控线, 并将监控摄像头对准监控线区域. 一旦发现有船舶进入该监控线监控区域时, 配合采集到的船舶AIS信号, 实时获取当前船舶的静、动态数据, 包括船名、船舶型号、经纬度坐标、航向、航速等信息, 以确定该船舶是否驶入监控区域, 然后向监测系统各设备发出船舶进入监控指令. 针对AIS设备关闭的船舶, 我们利用视频监控及激光传感器获取船舶的图像数据和航速、航向等信息, 同时向系统发出船舶进入监测区域的指令. 指令发出后, 开启激光扫描程序. 为了减少摄像机所用数量, 简化传输、控制和显示系统, 我们在摄像机上加装了智能的、可遥控的、可变焦距镜头, 使其能观察的图像分辨率更高, 捕捉图像的速度更快. 同时借助控制器, 可以实现摄像机的横向、纵向的旋转, 达到覆盖角度、面积更大的目的.为了保证系统从监测现场航道水域采集回传信息, 摄像机回传现场实时图像, 激光传感器采集目标船舶的测量元数据等信息交互通道顺畅, 确保各类数据快速有效、安全稳定的传输至后台分析、查询服务系统, 我们采用了高强度耐候性光钎.后台分析、查询服务系统是整个系统的指挥中心, 主要由数据监测控制报警系统组成. 主要功能包括: 测量数据与图像信号分配与放大、数据的校正与补偿、信号切换等; 对带高精度云台的激光传感器、摄像机、电动变焦镜头等设备的控制; 对系统防区的布防和撤防等功能. 系统实现了按需控制传感器设备, 获取视频信号、传感器数据, 运用算法分析视频、处理传感器数据, 计算输出干舷值, 存储关联的系统和业务数据, 提供授权的查询服务, 并可与警示系统对接, 实现实时有效提醒, 成为辅助工作人员日常执法工作利器.3.3工作流程1) 根据实际需求, 架设前端采集设备, 设置电子航道图中对应的监控线位置. 利用视频监控实时地分析监控视场范围内的移动目标, 排除、过滤各种干扰因素, 如飞鸟、风浪、水面反光等无效目标, 正确地识别出有效目标——经过船舶, 断定其航向. 当目标船舶穿过预置的监控线时, 触发激光测量模块进入工作状态, 同时对经过船舶拍照取证, 存储图像文件.2) 收到来自视频分析模块的触发请求后, 立即启动高精度云台带动激光传感器做扇形测量扫描, 经过上百个周期后, 读取返回的大量元数据, 据此重构出船舶的三维立体模型, 应用计算模型去掉船头、船尾部分, 在保留船身部分找出一条船舷拟合的直线, 再使用几何代数方法取得船身最低点, 结合传感器至水面高度, 测算输出船舶干舷高度. 具体计算过程如图5所示.测距传感器接收到“船舶进入”的监控指令后, 测出桥梁到水面的高度h1, 带云台的传感器以角度r向下扫描监测船舶, 得出其与甲板之间的直线距离s, 再结合AIS信号接收器提取出的船型深度h3(未开AIS设备船舶, 选用视频监控图像分析出的船舶甲板高度), 后台控制部分即可计算出: 桥梁到船舶甲板的高度, 船身干舷高度,则得到船舶实际吃水深度:3) 结合从AIS获取的船舶基本信息, 船舶实际吃水深度与船舶核载吃水深度、航道警戒吃水深度等数据, 判定船舶是否超载或超吃水. 若比较得出船舶实际吃水深度h 大于该船舶核定吃水深度, 则向船舶监测部分发送数据控制信息, 将船舶超载超吃水数据信息和图像信息保存到数据库中同时触发警示设备对该违规船舶发出警示信息; 若船舶实际吃水深度h小于该船舶核定吃水深度则整个系统进入待机监测状态, 等待下一个船舶的驶入.4.1 示范应用概况船舶超载超吃水自动监测系统于2015年9月份在镇江市地方海事局辖区金港大桥安装测试, 并在2015年11月中旬正式调试运行. 系统实际安装情况如图6所示. 其中涉及的硬件配置如表1所示.该套检测系统的整体花费要比传统的DSP水尺检测系统要高但检测精度也更高, 与基于声呐、超声波阵列等技术的检测系统相当, 但是相较于需要水下安装检测设备的检测技术, 该套系统的日常的巡检、清理、维护工作更加方便, 成本更小.系统显示自动监测结果列表界面如图7所示. 我们选取了同一艘重点监控船舶, 不同日期不同时间的监测结果, 如图8和图9所示, 显示不论是在白天还是夜间对船舶干舷高度和图像取证都有较好的监测效果.我们选取了2015年12月1日～2016年6月1日6个月内监测系统产生的数据, 并进行了分析, 共检测下水船舶60346批次, 有效记录50012条, 涉及船舶2892艘, 检测出超载、超吃水船舶198艘, 占整个船舶检测数量的6.85％, 船舶超载超吃水监测系统的精确度、可靠性都有较好的保障.4.2 应用效果系统在实际应用中效果显著, 在测量精度、实时性等方面有比较好的表现. 我们随机选取了20艘船的某次下水航行过程中经过系统时测得的干舷高度, 并与实际登船测得的干舷值进行了比对.通过表2, 我们可以看出, 系统的测量精度大部分情况下可以控制2cm之内, 最差不会超过3cm. 由于船舶受大风和波浪的影响, 船舶甲板和水平面之间的高度是随时发生变化的. 因此在实际应用中, 船舶的测量值和真实值之间的误差允许在2cm 范围内. 因此根据该准则, 这一批次的船舶干舷测量准确度在 95%以上.图10是从2015 年 12月份到 2016年6月份的实际船舶干舷值测量的误差结果. 从图中可以看出测量误差小于1cm的船舶占全部船舶的68.3%; 测量误差在1cm到2cm 的船舶占全部船舶的26.5%; 最后测量误差大于2cm(即测量不准确情况)的船舶占全部船舶的5.2%.其中, 在天气比较恶劣, 船舶易发生较为严重的横摇、纵摇以及变形等情况时, 对未开启AIS的船舶, 由于无法直接获取到船舶型深h3的准确数据, 单单依靠视频分析可能会产生一定的误差(1-3cm), 进而影响整个船舶吃水深度测量的准确性, 我们一方面优化系统计算模型自动过滤明显错误的数据, 另外一方面在发现船舶超载超吃水时, 系统自动发出警报提醒值班人员, 采用人工确认、修正等方式提高系统的准确率.目前, 本系统已经连续运行近一年时间, 平均每天检测下水船舶87 余艘, 平均检测一艘船舶需要 97 秒, 平均检测误差为0.23 cm, 每天的误报率小于1%, 满足用户对检测系统的要求, 且系统运行稳定可靠.针对内河干线航道近些年来“超载”“超吃水”泛滥这一问题, 本系统实现自动检测船舶吃水、干舷, 判断船舶是否超限、超载, 并拍照取证功能. 该系统可以布设在航道的桥梁下方, 实际应用中具有测量精度高、实时性好、监测速度快等优点, 可有效遏制船舶超载、超吃水现象, 保护航道资源及通航安全, 对船舶干舷高度测量、实时超载超吃水监测等方面的研究和应用有着重要的参考意义.1 毕方全,梁山.船舶超吃水航行动态检测方法研究.中国水运,2011,11(7):1–3.2 罗宁.内河船舶吃水自动检测装置研究及应用前景.中国水运,2012,12(2):86–88.3 朱四印.船舶动态吃水实时检测与数据处理关键技术的而研巧[硕士学位论文].大连:大连海事大学,2011.4 Ran X, Peng JH. Ship Draft Mark Recognition based on image processing .Journal of Shanghai Maritime University, 2012, 33(2): 5–9.5管利广,祁亮,徐小雯.内河船舶吃水及装载状态监测系统研究与设计.中国水运,2015,15(12):82–84.6 Ran X, Shi C, Chen J, et al. Draft Line Detection based on image processing for ship draft survey. Proc. of the 2011 2nd International Congress on Computer Applications and Computational Science. German. Springer. 2012. 39–44.7 顾婷婷.船舶吃水检测系统的设计[硕士学位论文].南京:南京理工大学,2012.8 Wu J, Wang X, Zhang T. Ship target detection and tracking in cluttered infrared imagery. Optical Engineering, 2011, 50(5): 5–12.9 陈德山,朱剑华,李吉祥,陈先桥.基于多波束仰扫的内河船舶吃水检测技术.水运工程,2016,(1):152–157.。
激光雷达在海上边防中的船只识别应用
激光雷达在海上边防中的船只识别应用近年来，随着科技的不断发展，激光雷达作为一种高精度、高分辨率的探测技术，被广泛应用于海上边防领域。
其在船只识别方面的应用，为海上边防工作提供了更为可靠和高效的手段。
一直以来，海上边防对于船只的识别与监测一直是一项重要任务。
传统的船只识别方式主要依靠人工观察和雷达技术，然而由于人工观察的主观性和雷达技术的限制，往往无法满足边防工作的需求。
而激光雷达作为一种主动式探测方式，能够通过发送激光束并接收目标回波数据，实现对船只的高精度识别。
激光雷达在船只识别中的应用主要体现在以下几个方面。
首先，激光雷达可以实现对船只的三维定位和目标检测。
通过将激光束发射到船只上并接收回波数据，系统可以计算出船只的准确位置和形态，实现对船只的精准追踪和识别。
其次，激光雷达还可以实现对船只的尺寸、速度等参数的测量。
例如，通过分析激光束发射到船只上的回波数据，可以获得船只的长度、宽度等信息，进而判断其类型和用途。
同时，激光雷达还可以通过计算回波数据的多普勒频移，得到船只的速度信息，为边防工作提供更多实时数据支持。
最后，激光雷达还可以应用于船只的行为识别和目标跟踪。
通过分析船只在海上的运动轨迹和行为特征，可以对其进行智能识别和预警，从而有效提升边防工作的准确性和效率。
然而，在实际应用中，激光雷达在海上边防中的船只识别也存在一定的挑战和限制。
首先，激光雷达的工作性能受到天气条件和海洋环境的影响。
例如，在恶劣的天气下或海洋波浪较大的情况下，激光束可能无法正常穿透和接收目标回波，影响识别效果。
其次，激光雷达在长距离识别方面还有一定的技术难题。
由于激光束的传播特性，其在远距离处的分辨率和能量损耗会逐渐增大，限制了激光雷达对远距离船只的准确识别能力。
因此，未来的研究可以集中在改进激光雷达的工作性能和技术，提高其在海上边防中的应用效果。
总的来说，激光雷达在海上边防中的船只识别应用具有广阔的前景和重要的意义。
关于激光对射报警系统
关于激光对射报警系统激光对射报警系统:激光对射报警系统采用了808nm波长不可见光激光技术,容易隐蔽布防,可以垂直或水平安装在防范区域内。
激光不会象无线电波、红外光那样,受到背景、不同温度物体的干扰,激光的穿透力强、误报率非常低。
防范距离远不受外界背景光的影响和干扰,在烈日下布防也不影响产品性能。
可以根据使用要求,调整探测距离,产品美观大方、安装调试方便、防水性能好适合用在室内、野外、户外等布防作业环境。
可全天候工作。
此系统产品己经通过中国公安部的质量合格认证。
应用范围广:可以广泛的应用在铁路、地铁、厂矿企业、大型油田油库、码头、图书馆、电力、博物馆、展览馆、学校、养殖场、机场警戒、监狱设防、军事重地、军械边防国境线戒备等需要重点加强监控防范、保安、防盗、边防越界、户外围场等所外环境。
激光对射报警系统的特点1.探测距离远,误报率低激光入侵探测系统与同类主动探测系统相比,对恶劣气候环境的适应性显著增强。
激光束发射的功率密度大,发散角小,光束集中,方向性好,使用同等功率器件的条件下,在百米处,目标接收激光光束的功率密度是红外发光二极管光束的数倍。
因而穿透雨、雪、雾、风沙能力强,极大降低了误报率。
2.抗干扰性强,对其它设备无干扰激光报警系统自身抗电磁干扰性强,并对警戒激光束传播通路以外的区域、设备无任何电磁干扰。
由于激光发散角小,光束集中,光束只在闭路中传输,当用多组激光探测器在直线方向接续传输或小转折角传输时。
均无红外线探测器所产生的相互串扰现象,从而消除此时红外线探钡(器产生的漏报警。
对周围环境无任何光散射、污染。
3.防范性强可实施连续交叉布防,无互相干扰的问题;可实施多道独立的光束平面、空间立体分布。
4.调整简单、适应性广1)激光对射报警系统的响应时间,可通过接收器电源板上的2路拨码开关进行200ms, 400ms, 600ms, 800ms的选择。
·2)可在一40 0C -}- 70℃的环境下正常工作,无需任何电加热器。
激光雷达在海上监测中的应用方案
激光雷达在海上监测中的应用方案激光雷达是一种利用激光技术进行测距和图像获取的高性能设备，广泛应用于各个领域。
在海上监测中，激光雷达也发挥着重要的作用。
本文将介绍激光雷达在海上监测中的应用方案。
首先，激光雷达可以应用于海上交通监测。
在海上交通繁忙的航道中，船只的排队和前进速度需要得到妥善的管理和控制。
激光雷达可以实时获取船只的位置和速度信息，并提供给监测人员进行分析和决策。
通过分析激光雷达获取的数据，监测人员可以调整船只的行进速度和航线，以确保船只之间的安全距离，减少事故的发生。
其次，激光雷达可以应用于环境监测。
海上污染是一个严峻的问题，能够及早发现和处理污染物的泄漏对保护海洋生态环境至关重要。
激光雷达可以通过扫描海洋表面，实时获得海水的质量和温度数据。
同时，激光雷达还可以检测海洋中漂浮物的分布情况，包括塑料垃圾、油污等。
这些信息有助于监测人员及时发现污染源，并进行相应的处置措施。
此外，激光雷达还可以应用于海上安全监测。
海上安全是任何一个国家或地区都非常关注的问题。
激光雷达可以检测海上的隐形障碍物，如浅滩、礁石等，避免船只发生碰撞事故。
激光雷达还可以通过扫描海面，实现对海况的监测，包括波浪的高度、风向风速等信息。
这些数据可以提供给船只的操作员，帮助其合理调整航速和航线，确保航行的安全。
除此之外，激光雷达还可以应用于海上资源勘探。
海洋是丰富的资源之源，包括石油、天然气等。
激光雷达可以通过高精度的测距和图像获取，帮助勘探人员定位海底油气资源的存在和分布情况。
激光雷达还可以检测海底地质构造的变化，帮助勘探人员更好地了解资源的开采潜力。
综上所述，激光雷达在海上监测中具有广泛的应用前景。
它可以用于海上交通监测、环境监测、海上安全监测和海上资源勘探等多个方面。
激光雷达的高精度和实时性，使得海上监测工作更加高效和准确，有助于提升海洋的安全和保护。
随着激光雷达技术的进一步发展和成熟，相信激光雷达在海上监测中的应用方案会越来越成熟和完善。
激光雷达在船舶导航中的关键应用
激光雷达在船舶导航中的关键应用近年来，随着科技的不断进步和发展，激光雷达作为一种高精度、高效能的测距工具，广泛应用于船舶导航领域。
激光雷达可以利用激光光束对周围环境进行高精度的扫描和测量，从而为船舶的导航和避碰提供了重要的支持。
本文将重点讨论激光雷达在船舶导航中的关键应用，并引入一些相关的技术和案例。
首先，激光雷达在船舶位置定位方面起到了重要的作用。
传统的船舶导航设备通常依赖于GPS定位系统，但在一些恶劣的环境下，如强磁场或高楼密集的城市区域，GPS信号可能会受到干扰，从而导致定位不准确。
而激光雷达可以通过测量船舶与周围物体的距离和角度，实时计算出船舶的位置和姿态。
这种基于激光雷达的位置定位系统具有高精度和抗干扰能力强的优点，可以有效提高船舶的导航准确性。
其次，激光雷达在航道勘测和浅滩避让中也发挥着重要的作用。
在一些复杂和不熟悉的水域中，船舶常常面临着航道未知或海底浅滩的风险。
激光雷达可以通过扫描水面和水底，并测量水下物体的高度和位置，为船舶提供详细的航道信息，帮助船舶避开障碍物和浅滩。
此外，激光雷达还可以通过数字地形模型（DTM）技术，将航道的地形数据与导航系统进行集成，实现智能船舶的自动导航和避碰功能，大大提高了航行的安全性和效率。
除此之外，激光雷达还可以应用于目标检测和识别。
在船舶的导航过程中，及时发现和识别周围的船只、浮标、礁石等目标是非常重要的。
激光雷达可以通过对目标进行高精度的三维扫描，将目标的位置、形状和运动状态等信息传输给船舶导航系统，从而实现对目标的实时监控和预警。
这种基于激光雷达的目标检测和识别技术在航行中起到了重要的作用，可以帮助船舶进行准确的目标跟踪和导航规划。
然而，激光雷达在船舶导航中的应用还面临一些挑战和限制。
首先，激光雷达的成本较高，这对于一些小型船舶可能是一个不小的负担。
其次，激光雷达依赖于大量的计算和处理，需要高性能的计算设备来支持其正常运行。
此外，激光雷达在大雾、强光和雨天等恶劣气候条件下的性能会受到影响，导致测量误差增大。
激光雷达在船舶导航中的应用方案
激光雷达在船舶导航中的应用方案船舶导航一直以来都是极具挑战性的任务，尤其是在复杂的水域环境中。
为了提高船舶的导航安全性和准确性，激光雷达技术不断发展并被广泛应用在船舶导航系统中。
本文将就激光雷达在船舶导航中的应用方案进行探讨。
首先，激光雷达在船舶导航中的一个重要应用领域是实时障碍物检测。
通过激光雷达的高精度扫描，可以实时获取周围水域的障碍物信息，如浮标、礁石、其他船只等。
这些信息可以被传输到船舶导航系统中，帮助船舶进行路径规划和避障。
此外，激光雷达还可以检测水下障碍物，帮助船舶避免撞击海底岩礁等危险物体。
其次，激光雷达在船舶导航中的另一个重要应用是测量船舶的精确位置和速度。
传统的GPS定位系统在水域中存在信号干扰的问题，而激光雷达则可以通过反射的激光束准确测量船舶的位置和速度。
这些数据将被传输到船舶导航系统中，用于确定船舶的航向和速度，从而为船舶的导航和操控提供准确依据。
此外，激光雷达还可以用于航道测量和绘制。
在大型港口和水道中，航道的深度和宽度经常会发生变化，这就需要进行航道的定期测量和更新。
传统的测量方法费时费力，而激光雷达可以通过扫描航道表面，并利用反射的激光束测量航道的宽度和深度。
这些测量数据可以被传输到船舶导航系统中，用于生成最新的航道图，为船舶的安全导航提供准确的信息。
另外，激光雷达还可以用于船舶导航中的目标识别和跟踪。
在复杂的水域中，船只和其他浮动物体非常多，有时很难准确识别目标并进行跟踪。
激光雷达可以通过扫描周围水域，准确识别出目标物体，并实时跟踪它们的位置和运动状态。
这对于船舶导航系统来说是至关重要的，可以帮助船舶及时发现和避免潜在的危险。
综上所述，激光雷达在船舶导航中具有广泛的应用前景。
通过实时障碍物检测、位置和速度测量、航道测量和绘制以及目标识别和跟踪等功能，激光雷达为船舶的导航安全和准确性提供了重要支持。
随着激光雷达技术的不断创新和完善，相信它将在未来的船舶导航领域发挥更加重要的作用。
港口安全激光雷达在船舶安检与港口监控中的应用
港口安全激光雷达在船舶安检与港口监控中的应用港口安全一直是国家和地区的重要议题，尤其是在当前全球化的经济背景下。
为了保障港口的运营安全和顺利，许多技术手段被引入和应用。
激光雷达作为一种重要的技术手段，在船舶安检和港口监控中发挥着重要作用。
首先，激光雷达在船舶安检中的应用是非常广泛的。
作为一种高精度的测距设备，激光雷达能够快速准确地测量目标物体的距离和位置信息。
在船舶安检中，激光雷达可以用于快速扫描和检测船舶外表面的异常物体，例如可疑的爆炸物、危险品等。
通过激光雷达的精确测量，安检人员可以快速确定目标物体的位置和形状，并采取相应的处理措施，确保船舶的安全。
此外，激光雷达还可以应用于港口的实时监控中。
港口作为一个复杂的物流系统，需要对进出港船舶进行全天候的监控。
激光雷达可以安装在港口的高处，通过扫描周围环境并获取目标物体的位置和速度信息。
借助激光雷达的高精度和大范围扫描能力，监控人员可以实时获取到港口内部和周边区域的情况，并及时发现和处理潜在的安全隐患，确保港口的安全运行。
除了船舶安检和港口监控，激光雷达还可以应用于港口的智能化管理中。
随着信息技术和物联网的发展，港口各个环节的管理也越来越依赖于数字化平台和智能化系统。
激光雷达可以作为智能港口中的重要传感器，通过对港口设施和装备进行精确测量和监测，为港口的运营管理提供实时数据支持。
例如，激光雷达可以用于测量港口的装卸设备的位置和运动轨迹，帮助港口管理者实现对装卸过程的精细控制和优化。
当然，激光雷达的应用也存在一些挑战和限制。
首先，激光雷达的成本较高，对于一些资金有限的港口来说，可能难以承受。
其次，激光雷达在复杂环境下的性能稳定性有待提高。
例如，恶劣天气条件下的光学散射和衰减会影响激光雷达的测量效果。
此外，激光雷达还需要清洁和维护，以保证其长时间稳定工作。
综上所述，激光雷达在船舶安检和港口监控中的应用是十分重要的。
它通过准确测量目标物体的距离和位置信息，帮助安检人员迅速发现和处理潜在的安全隐患。
航运安全超高探测系统,采用激光探测技术,避免超高货船碰撞事故
航运安全超高探测系统，采用激光探测技术，避免超高货船碰撞事故随着全球贸易的蓬勃发展，水陆航运作为连接世界的重要桥梁，其安全性与稳定性日益受到人们的关注。
特别是在面对超高货船运输时，如何有效防范潜在风险，确保航运安全，成为行业待解决的问题。
如今，随着科技的不断进步，超高激光探测器应运而生，以其优势为水陆航运安全保驾护航。
超高激光探测器是一种先进的测量设备，在水陆航运中，超高激光探测器被广泛应用于超高货船的防范工作。
它能够在货船接近航道或桥梁时，迅速探测到货船的高度，并与预设的安全高度进行比较。
一旦货船超过安全高度，探测器便会立即发出警报，提醒相关人员采取紧急措施，从而有效避免可能发生的碰撞或损坏。
超高激光探测器的应用，不仅提高了水陆航运的安全性，也降低了事故发生的概率。
相较于传统的防范手段，激光探测器具有更高的精度和更快的反应速度。
它能够实时监测货船的高度，即使在复杂多变的航运环境中，也能保持高度的稳定性和可靠性。
此外，激光探测器还具有较长的使用寿命和较低的维护成本，为航运企业节省了大量的运营成本。
值得一提的是，超高激光探测器还具有智能化的特点。
通过与相关安全系统的连接，探测器可以实现数据的自动分析和处理，为管理人员提供更为直观、全面的信息。
这不仅有助于提高航运管理的效率，也为预防潜在风险提供了有力的技术支持。
展望未来，随着科技的不断发展，超高激光探测器将在水陆航运中发挥越来越重要的作用。
它将与其他先进的安全防范技术相结合，共同构建一个更加安全、高效的航运体系。
同时，我们也期待更多的航运企业能够积极采用这一技术，共同推动水陆航运行业的健康发展。
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激光对射船舶超高预警系统应用
1、前言
目前，在船只撞击桥墩立柱可采取桥涵标志来引导船只正确地从桥孔中间通行，有效防止船舶与桥墩立柱的碰撞事故，而在桥梁针对船舶的超高撞击方面国内目前没有相关的技术手段能够进行有效的安全防范。
绝大多数通航的桥梁处于无人看守状态，一旦发生超高船舶撞击铁路桥或重要通行桥梁事件，管理部门往往在较长事件内都无法获知，事后应急处理更是无从谈起。
因此有必要对一些撞击事件较多的航道桥梁，采用主动式的超高实时检测和预警，辅以（LED）安全警告标志、网络监控的方式抑制超高船舶通行，并以抓拍取证方式监控违法船舶，最大限度减少超高船舶的撞桥机率，大幅降低桥梁维护费用，从而更好地保护铁路桥或重要通行桥梁行车及人民生命财产的安全。
2、船舶超高系统建设的必要性及应用案例
对进入警戒区域的船舶进行实时超高检测和报警,促使超高船舶采取相应措施,解决超高船舶撞击铁路桥的问题;对不听劝告继续前行的超高船舶进行违法取证;远程视频网络监控、网络报警替代人工看管,从而提高监管质量与效率,符合目前信息化管理要求。
以下是维安达斯激光对射船舶超高预警系统的项目应用案例及东莞新闻网的报道
5年被撞6次的川槎大桥，终于有望摆脱“伤痕累累”的命运。
川槎大桥配备的激光预警系统、监控系统和限高架的防撞工程顺利通过验收。
这是国内首创的防撞工程。
川槎大桥有了“守护者”
川槎大桥位于广深高速麻涌和中堂水域相交的高速通航桥，近年来被往来的船只“伤得不轻”。
据不完全统计，从2013年起，就发生过6次较为严重的碰撞事故，最近一次发生在去年，肇事者是广州来的一艘工程船，因为视线不佳，在雨中直接撞上桥底。
其后，川槎大桥周边河段进行了封航维修作业。
广深高速管理方表示，投入8000多万元人民币，对发生碰撞桥梁次数较多的川槎大桥、中堂水道桥及新洲河桥等通航桥采取防护措施——建设以“激光防撞预警系统、监控预警系统和水上限高架”为主的防撞工程。
2个月发出700余警告
短短两个多月，这位“守护者”表现出色：桥梁激光防撞预警系统对欲通过大桥的超高船舶共发出705次警告；监控预警系统实时监控通航桥梁通行状况共发出25次警告；成功劝返超高船舶103船次，未出现船撞桥的事故。
由广东省交通运输厅、东莞海事局、东莞航道局等13家政府部门及单位企业组成的验收团队，经过广深高速现场勘察和会议验收，一致认为川槎大桥防撞工程达到预期效果，工程质量评定等级为合格，同意工程通过验收。
通航桥三道“铁闸”
第一道：激光限高防撞预警系统。
利用激光检测离桥梁300米以外的船只，提前进行超高检测，对确认超高的船只进行声光/语音报警及文字和灯光告警。
第二道：水上限高架。
在上下游距离桥梁边缘约14至32米处设置防撞水上限高架，防止超高船只通过。
第三道：监控告警系统。
在桥梁边沿安装检测和监控设备，实时监控通航桥梁通行状况，当超高船只刮碰桥梁时及时告警。
3、系统组成及工作流程
系统主要由船舶超高探测器、桥涵（桥柱）标志灯、LED警告屏、探照灯、无线信号收发控制装置、超高抓拍摄像头、语音报警、太阳能供电设备、视频监控、网路监控管理等子系统组成，改系统可实现对超高船舶进行超高检测、声光报警、LED警告提示、抓拍取证、远程实时监控、数据传输等功能，并能够将超高船舶的信息及现场画面通过网络传输到工务段管理中心，并根据管理中心指令，随时拍摄监控现场。
3.1 系统布置原则
1. 第一道预警主要用于提前警示和劝阻超高船舶，安装位置：船舶从第一道预警到第二
道预警保证有足够的时间采取相应措施而不碰到第二道预警，具体根据各个桥梁而定
（河道的通航等级、河道是否有弯道、水流速度、顺流还是逆流等）。
2. 第二道预警主要用于对不听从第一道预警警告继续闯行的超高船舶进行违法取证。
安
装位置：一般桥梁50M米以内，保证电子警察能拍到轮船的船号信息，便于日后索赔
取证。
3. 安装高度：考虑轮船随风浪的起伏，一般比桥梁净高低50mm～100mm。
3. 2 系统布置简介
1. 第一道超高检测预警装置，超高检测点（激光对射）设置距离桥梁300m以外的地方。
2. 在桥身及测高点各设置声光报警器或语音喊话装置，当超高测高点被超高船舶触发后
立即自动启动报警，并有延时播放时间。
3. 距离桥梁50米处左右设置抓拍取证点，一旦有超高船舶进入安全警戒区域，立即自动
通过短信报警通知值班人员及管理有关人员。
4. LED禁止标志在桥身两端的正中央位置设置一块LED显示屏，该显示屏屏在超高船
舶触发超高检测后，立即显示“超高危险，禁止通行”字样。
5. 在上下游距离该桥80米的地方各设置一个探照灯，主要用于夜间有超高船舶闯入时能
帮助其看清桥梁的大致高度，使其能提前做出反应：该探照灯白天不亮，光线不亮及
晚上由超高检测点触发点亮，延时2分钟自动复位关闭。
6. 抓拍取证，在距离桥梁约50m的位置设置违法抢越抓怕取证设备，如超高船舶不听预
警仍然强行冲撞桥梁则抓拍设备能清晰记录船牌号码，便于索赔取证：抓拍的图片通
过网络及时传输到工务段的监控电脑端。
7. 网络视频监控，现场设置视频监控记录系统，除了能记录现场日常情况外，还能通过
宽带网络远程监控，从视频回放中了解到桥梁是否被冲撞过及损坏情况，也能了解设
备是否工作正常。
8. 桥涵标，通航孔上下游迎面桥梁正中间各设置1盏桥涵标，桥牌型式日间为正方形红
色牌，夜间为灯质红色定光灯，两侧桥柱各装3盏绿色定光灯。
3. 3 系统工作过程
（1）超高船舶闯入预警区域时，将触发距本铁路桥300m处的第一道超高检测仪。
系统的反应如下：
立即触发声光或者语音报警器立即循环播报“船舶超高，严禁通行”，晚上自动启动探照灯射向桥梁，桥梁上安装的LED显示屏上看到设置在桥边醒目“超高船舶，禁止通行”警告显示，如果是晚上，还能看到醒目的桥涵（桥柱）标志灯。
（2）若超高船舶仍不听劝告继续前进，距离桥梁约50m位置设置违法抢越抓怕取证设备，系统反应如下：
1. 触发超高电子监察抓拍系统对超高船舶抓拍3张照片，可以辨认船牌号码及拍摄
的具体时间，抓拍照片并通过网络传送到指定的监控管理中心
2. 报警信息立即通过GPRS网络向指定用户发送船舶闯入信息。
3. 中心端及其他终端可通过网络立即能看到现场情况，以便作出相应的应急处理。
4. 如船舶强行穿过桥梁，则另一侧的数码抓拍设备再对其进行抓拍取证。
3. 4 监控中心端
监控中心系统简介
用互联网IP就能接收到现场路由器送来的视频及照片信号，为提高系统可靠性在托管房建立双网服务器，终端网络采用能上网的宽带网络，监控中心负责接收通过现场网络传输过来的视频及照片信息，监控中心主要由照片接收软件等组成，可完成对现场图片的接收、显示、存储、回放、备份、打印等。
4、系统功能
1. 实时的现场检测：激光超高检测器能对进入预警区域的超高船只进行24小时实时检测
并及时报警，同时能智能识别方向，对接近桥梁的超高船舶能触发报警，而对驶离桥
梁的船舶不触发系统报警：
2. 网络监控：一旦发现有超高船舶通行，视频监控系统能从存储在现场录像机硬盘中的
视频文档中，通过回放视频以了解违法船舶通行所造成的后果，便于事故处理，以及
进行后续清障和修复工作
3. 网络报警：超高船舶闯入即向指定服务器端报警，工务段监控中心打开终端监控软件
平台，即可接收到报警信息，同时向相关人员发送报警短信，便于实时掌握该桥梁是
否有超高通行的船舶，为快速高效地启动后续事故处理程序提供了基础保证。
4. 系统的取证采用网络高清设备摄像头，无论是白天还是黑夜，对违章通行的超高船舶
的外观及船号均能清晰抓拍取证，如果船舶强行通行桥梁，则系统可以在上下游各自
动抓拍一次，加大取证效果，抓拍到的超高船舶的照片除了存储在现场端的设备外，
还立即向指定的服务器传输，便于统一的监控管理。
5. 太阳能供电：系统的超高检测、无线传输、语音预警、LED禁令显示、GSM通信单元
的功耗较低，所以采用了太阳能供电，由此解决了系统在接电或布线困难区段的系统
供电问题。
维安达斯激光对射船舶超高预警系统的应用攻克了船舶超高检测、防撞预警、违法取证等方面的技术难题，成功地解决了航道桥监管的问题，有效地防止了铁路桥梁撞击事故的发生，大大减少了桥梁防护设施的维护费用，保障了桥梁行车安全和人民生命财产的安全。
5、结束语
随着我国经济的快速发展，航道运输日益繁忙，航道等级不断提高，船舶密度、装载高度也相应增高，现有的很多桥梁已经达不到现有的通航条件，经常会发生撞桥事故，当超高船只违法冲撞桥梁后可能发生的后果是桥梁位移及桥梁寿命的缩短，而桥梁位移极易发生（铁路线路变形），严重影响铁路运营安全，本系统能及时提醒超高船舶采取必要措施，降低撞桥几率，同时对肇事者船只进行抓拍为责任划分提供了有力的证据，是目前现有阶段船舶超高预警方案的选择应用。