一种船舶导航系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船舶导航系统，包括：中央处理器、定位模块、信息采集模块、三维电子海图模块和航行工控机，定位模块、信息采集模块、三维电子海图模块和航行工控机均与中央处理器电连接；定位模块获取船舶的位置信息；信息采集模块采集船舶工作信息以及周围环境信息；三维电子海图模块向中央处理器提供海域的地理、水文、天气的自然信息；中央处理器接收定位模块、信息采集模块以及三维电子海图模块传输的采集信息，并进行处理；航行工控机，接收中央处理器处理后的数据信息，对船舶航行控制。本发明专利技术能够实时采集船舶的位置信息、工作信息以及周围环境信息，为船舶航行安全、方便的导航提供有力的保障。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶导航系统
本专利技术属于船舶导航
，更具体的说是涉及一种船舶导航系统。
技术介绍
船舶远洋航海操控和飞机航天操控类似，需要操控员具有专业的操控技术，尤其需要操控员精神高度集中，实时观察船舶航行中的各种状况。现在飞行自动驾驶系统已经广泛应用到航空航天领域，飞行自动驾驶系统可以大幅降低飞行员的工作强度，简化飞行操作的难度。同样船舶导航系统也可以精减船舶的操作人员，降低人员的工作强度，简化操作难度。目前大多船舶导航系统都只配备了导航雷达，在船只的导航、避碰方面起到了相当大的作用。不过，对于海浪背景信息，一般都进行过滤，没有得到很好的应用，由于导航雷达信息利用率不足，可能会导致行驶过程中存在一定的安全隐患。因此，如何提供一种安全性能高的船舶导航系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种船舶导航系统，能够实时采集船舶的位置信息、工作信息以及周围环境信息，为船舶航行安全、方便的导航提供有力的保障。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种船舶导航系统，包括：中央处理器、定位模块、信息采集模块、三维电子海图模块和航行工控机，其中，所述定位模块、所述信息采集模块、所述三维电子海图模块和所述航行工控机均与所述中央处理器电连接；所述定位模块，用于获取船舶的位置信息，并将位置信息发送至中央处理器；所述信息采集模块，用于采集船舶工作信息以及周围环境信息，并将采集的船舶工作信息以及周围环境信息发送给中央处理器；r>所述三维电子海图模块，用于向中央处理器提供海域的地理、水文、天气的自然信息；所述中央处理器，接收定位模块、信息采集模块以及三维电子海图模块传输的采集信息，并进行处理；所述航行工控机，接收中央处理器处理后的数据信息，对船舶航行控制。优选的，所述三维电子海图模块通过海图管理模块与所述中央处理器相连；所述海图管理模块包括海图数据单元、海图算法单元和海图显示单元，其中，所述海图数据单元：负责读取电子海图文件，实现海图查询功能；所述海图算法单元：包括程序中用到的各种算法，用于海图数据单元与海图显示单元间的数据计算；所述海图显示单元：根据海图算法单元提供的中心点位置及显示范围的参数，确定需要绘图的网格，根据网格索引，快速完成绘制海图的功能。优选的，所述信息采集模块包括发动机工况数据采集单元、船内信息采集单元、船舶姿态角度数据采集单元和船舶位置速度信息采集单元；所述发动机工况数据采集单元，采集的数据包括发动机实时的转速、油温、水温、剩余油量、发动机的累计工作时间、百公里油耗和瞬时油耗；所述船内信息采集单元，采集的数据包括船舶重点部位的音频、图像和视频信息以及重点部位的烟感信息以及船舱部位的进水信息；所述船舶姿态角度数据采集单元，采集的数据包括船舶行驶过程中三个自由度的姿态角度；所述船舶位置速度信息采集单元，采集的数据包括船舶的经纬度、速度和高度。优选的，还包括探测模块，所述测探模块包括回声测深仪和换能器，所述回声测深仪通过换能器与中央处理器相连，所述回声测深仪设置在船舱的驾驶室内，所述换能器安装在船首或者船舷底部；回声测深仪将当前船舶所处位置的水深通过换能器传输至中央处理器。优选的，还包括修正模块，所述修正模块分别与所述中央处理器和所述航行工控机相连；所述修正模块包括船舶避碰操作指示单元、风场改变操作指示单元和船舶过浅操作指示单元；所述船舶避碰操作指示单元，将中央处理器处理后的数据信息与预存的船舶碰撞条件进行比较再结合船舶航行状态数据，得出需要进行的避碰操作；所述风场改变操作指示单元，将船舶周围的风向、风速变化与预设的航线改变条件进行比较再结合船舶航行状态数据，得出需要进行的风场改变操作指示；船舶过浅操作指示单元，将船舶的水深数据与预存的电子海图进行比较再结合船舶航行状态数据，得出需要进行的航线改变操作指示。优选的，还包括报警模块，所述报警模块与所述中央处理器电连接，当包括船舶的姿态角度超过设定的报警阈值、船舶进水或沉没后设备周围的水深达到设定的米数、发动机发生重大故障和船舱内发生重大火灾中的一种或多种情况出现时，报警模块发出报警信号。优选的，还包括AIS模块，所述AIS模块分别与定位模块、信息采集模块、三维电子海图模块相连，将船舶航行安全信息通过VHF数据链路广播给周围的船舶。优选的，还包括显示模块，所述显示模块与所述中央处理器电连接。优选的，还包括存储模块，所述存储模块用于将中央处理器获取以及处理后的数据存储至数据库中。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过定位模块获取船舶的位置信息；信息采集模块采集船舶工作信息以及周围环境信息；三维电子海图模块向中央处理器提供海域的地理、水文、天气的自然信息；中央处理器，接收定位模块、信息采集模块以及三维电子海图模块传输的采集信息，并进行处理；航行工控机，接收中央处理器处理后的数据信息，对船舶航行控制，从而能够实时采集船舶的位置信息、工作信息以及周围环境信息，为船舶航行安全、方便的导航提供有力的保障，且系统采用模块化设计，结构简单、易于实现且运行稳定可靠。并且自动航行期间可以自动判断路线，回避路线中的障碍物和航行船只，降低船舶的人员配置，减轻船员的工作强度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术的结构示意图。图2附图为本专利技术海图管理模块的结构框图。图3附图为本专利技术信息采集模块的结构框图。图4附图为本专利技术修正模块的结构框图。图5附图为本专利技术AIS模块的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅附图1，本专利技术提供了一种船舶导航系统，包括：中央处理器、定位模块、信息采集模块、三维电子海图模块和航行工控机，其中，定位模块、信息采集模块、三维电子海图模块和航行工控机均与中央处理器电连接；定位模块，用于获取船舶的位置信息，并将位置信息发送至中央处理器；其中，定位模块可采用GPS定位模块或北斗定位模块；信息采集模块，用于采集船舶工作信息以及周围环境信息，并将采集的船舶工作信息以及周围环境信息发送给中央处理器；三维电子海图模块，用于向中央处理器提供海域的地理、水文、天气的自然信息；中央处理器，接收定位模块、信息采集模块以及三维电子海图模块传输的采集信息，并进行处理；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶导航系统，其特征在于，包括：中央处理器、定位模块、信息采集模块、三维电子海图模块和航行工控机，其中，所述定位模块、所述信息采集模块、所述三维电子海图模块和所述航行工控机均与所述中央处理器电连接；/n所述定位模块，用于获取船舶的位置信息，并将位置信息发送至中央处理器；/n所述信息采集模块，用于采集船舶工作信息以及周围环境信息，并将采集的船舶工作信息以及周围环境信息发送给中央处理器；/n所述三维电子海图模块，用于向中央处理器提供海域的地理、水文、天气的自然信息；/n所述中央处理器，接收所述定位模块、所述信息采集模块以及所述三维电子海图模块传输的采集信息，并进行处理；/n所述航行工控机，接收所述中央处理器处理后的数据信息，对船舶航行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种船舶导航系统，其特征在于，包括：中央处理器、定位模块、信息采集模块、三维电子海图模块和航行工控机，其中，所述定位模块、所述信息采集模块、所述三维电子海图模块和所述航行工控机均与所述中央处理器电连接；
所述定位模块，用于获取船舶的位置信息，并将位置信息发送至中央处理器；
所述信息采集模块，用于采集船舶工作信息以及周围环境信息，并将采集的船舶工作信息以及周围环境信息发送给中央处理器；
所述三维电子海图模块，用于向中央处理器提供海域的地理、水文、天气的自然信息；
所述中央处理器，接收所述定位模块、所述信息采集模块以及所述三维电子海图模块传输的采集信息，并进行处理；
所述航行工控机，接收所述中央处理器处理后的数据信息，对船舶航行控制。


2.根据权利要求1所述的一种船舶导航系统，其特征在于，所述三维电子海图模块通过海图管理模块与所述中央处理器相连；所述海图管理模块包括海图数据单元、海图算法单元和海图显示单元，其中，
所述海图数据单元：负责读取电子海图文件，实现海图查询功能；
所述海图算法单元：包括程序中用到的各种算法，用于海图数据单元与海图显示单元间的数据计算；
所述海图显示单元：根据海图算法单元提供的中心点位置及显示范围的参数，确定需要绘图的网格，根据网格索引，快速完成绘制海图的功能。


3.根据权利要求1所述的一种船舶导航系统，其特征在于，所述信息采集模块包括发动机工况数据采集单元、船内信息采集单元、船舶姿态角度数据采集单元和船舶位置速度信息采集单元；
所述发动机工况数据采集单元，采集的数据包括发动机实时的转速、油温、水温、剩余油量、发动机的累计工作时间、百公里油耗和瞬时油耗；
所述船内信息采集单元，采集的数据包括船舶重点部位的音频、图像和视频信息以及重点部位的烟感信息以及船舱部位的进水信息；
所述船舶姿态角度数据采集单元，采集的数据包括船舶行驶过程中三个自由度的姿态角度；
所述船舶位置速度信息采集单元，采集的数据包括船舶的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢运娇，祝春来，王贵，
申请(专利权)人：北海职业学院，
类型：发明
国别省市：广西;45