内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统技术方案

本发明专利技术公开了内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统，包括嵌入式主控主板、船舶控制单元、电源模块、激光视频模块、激光雷达模块、超声波测距模块、单波束测深模块、北斗与GPS模块、液晶屏显示模块、惯性测量单元模块；所述的电源模块分别与嵌入式主控主板、船舶控制单元连接。该系统运用多传感器技术、多模定位技术、制动控制技术，实现内河LNG双燃料船舶辅助安全驾驶功能。驾驶功能。

【技术实现步骤摘要】
内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统


[0001]本专利技术属于内河LNG双燃料船舶设备
，具体涉及了内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统。

技术介绍

[0002]当前因船舶引发的环境污染问题日益受到关注，交通部运输办公厅制定了多项节约能源、环境保护的标准体系，对于船舶排放标准进行了严格的界定。我国在天然气利用政策中将“内河、湖泊和沿海航运的以天然气（尤其是液化天然气）为燃料的运输船舶（含双燃料和单一天然气燃料运输船舶）”列为优先类用户，鼓励应用。LNG双燃料船舶与传统船舶和单一天然气燃料船舶相比具有双重优势，在内河航运中得到大力发展。
[0003]同时，船舶的辅助驾驶和安全驾驶技术一直是关注和研发的热点。如中国专利申请号为201610563855.4公开的一种江河渡船防碰撞装置，包括AIS接收机、雷达、船载CCTV、岸基CCTV、VHF和控制主机，通过装置自动判断发现安全隐患，并通知到对应的客渡船驾驶人员，提醒其及时采取措施避免事故发生。如中国专利申请号201910482956.2公开的一种智能船舶自主避碰的分布式仿真测试系统及方法，通过将分布式技术引入船舶的自主碰撞仿真测试领域，服务器与各客户端独立运行，实现更多场景变化的模拟，提高仿真测试系统的多样性。以上技术没有解决的问题有：（1）内河环境下船舶四周障碍物探测分析；（2）针对LNG双燃料船舶的安全制动与转向；（3）船舶转向过程的安全性监测。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了集成性高、安装便捷的内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统，实现LNG双燃料船舶在内河流域航行时的安全监测与驾驶控制。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统，包括嵌入式主控主板、船舶控制单元、电源模块、激光视频模块、激光雷达模块、超声波测距模块、单波束测深模块、北斗与GPS模块、液晶屏显示模块、惯性测量单元模块；所述的电源模块分别与嵌入式主控主板、船舶控制单元连接。
[0006]所述的船舶控制单元、激光视频模块、激光雷达模块、超声波测距模块、单波束测深模块、北斗与GPS模块、液晶屏显示模块、惯性测量单元模块分别与嵌入式主控主板相连接；所述的嵌入式主控主板固化集成了存储模块、运算模块、内存模块和加密控制器；所述的船舶控制单元固化集成了油门控制模块、天然气控制模块、制动控制模块和舵机控制模块。
[0007]所述的电源模块采用电瓶供电模式，与船载电瓶连接后可以持续为嵌入式主控主板和船舶控制单元供电。
[0008]所述的加密控制器采用满足EAL4+通用标准的嵌入式加密控制器。
[0009]所述的激光视频模块包括4个激光摄像头；所述的激光雷达模块包括2个激光雷达传感器；所述的超声波测距模块包括12个超声波传感器；所述的单波束测深模块包括2个单波束测深传感器；所述的液晶屏显示模块为LED液晶触摸屏。
[0010]所述的北斗与GPS模块包括北斗卫星导航芯片（支持BD1、BD2）、GPS芯片。
[0011]所述的惯性测量单元模块包括6个单轴加速度计和6个陀螺仪。
[0012]所述的存储模块包括容量大于64G的固态硬盘和容量大于32G的FLASH芯片；所述的运算模块采用ARM微处理器；所述的内存模块采用内置RAM内存卡。
[0013]所述的油门控制模块与船用发动机电子油门控制器相连接；所述的天然气控制模块与船用LNG发动机电子调速器相连接；所述的制动控制模块与船用制动控制电机相连接，能够传送制动信号到船用制动控制电机上，驱动电机进行船舶制动；所述的舵机控制模块与船舶自动舵控制系统相连接，能够传送控制指令到船舶自动舵控制系统上，控制船舶转向。
[0014]与现有技术相比较，本专利技术的优点：1.多传感器在复杂环境下探测船舶四周障碍物，通过激光视频、激光雷达、超声波雷达的综合应用，实现夜视环境、远距离和近距离等多种场景下的障碍物探测和测距；2.安全性能高。采用硬件加密器集成的方式，可以对系统上的嵌入式软件和数据传输进行有效加密，防止恶意篡改、干扰和使用；3.自动化程度高，当发现障碍物并分析有危险时，可以自动控制发动机对燃油或天然气进行调速，降低航行速度，或自动进行船舶转向、制动。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的结构框架示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，但本专利技术的保护范围不局限于以下实施例。
[0017]实施例：参见图1所示，内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统，包括嵌入式主控主板、船舶控制单元、电源模块、激光视频模块、激光雷达模块、超声波测距模块、单波束测深模块、北斗与GPS模块、液晶屏显示模块、惯性测量单元模块；所述的电源模块分别与嵌入式主控主板、船舶控制单元连接；所述的船舶控制单元、激光视频模块、激光雷达模块、超声波测距模块、单波束测深模块、北斗与GPS模块、液晶屏显示模块、惯性测量单元模块分别与嵌入式主控主板相连接。
[0018]所述的电源模块采用电瓶供电模式，与船载电瓶连接后可以持续为嵌入式主控主板和船舶控制单元供电。
[0019]所述的存储模块包括容量大于64G的固态硬盘和容量大于32G的FLASH芯片；所述
的运算模块采用ARM微处理器；所述的内存模块采用内置RAM内存卡。固态硬盘用于存放各传感器采集的原始数据、系统分析后的数据，以及应对不安全状况所采取的历史操作数据。FLASH芯片用于存放嵌入式操作系统，可以是以嵌入式系统形式运行的Android、LINUX等系统。
[0020]激光视频模块、激光雷达模块、超声波测距模块、单波束测深模块和惯性测量单元模块通过RS485专用电缆与嵌入式主控主板相连接。
[0021]激光视频模块包括4个激光摄像头，该激光摄像头的参数为：激光夜视距离1000米，200万像素，分辨率达1920*1080，图像传感器1/2.8" 2.0M Progressive Scan CMOS，日/夜切换：ICR 红外滤片，最低照度0.006 lux（ICR ON, AGC ON 1/25Sec)激光波长8 08 nm /810nm。在船头、船尾、左舷和右舷各安装1个。可设定拍照模式或录像模式，采集到的图像或视频数据存入存储模块，并按照一定间隔时间分析数据，判断船舶周围障碍物情况。
[0022]激光雷达模块包括2个激光雷达传感器，分别安装在船头和船尾，主要进行远距离障碍物的测距。该激光雷达传感器的参数为：测量距离1000米，最小角分辨率（垂直）0.11
°
，非线性分水平方向角分辨率0.1
°
至0.4
°
，垂直视角范围40
°
（-25
°
至15
°
），水平视角范围360
°
，返回模式为四次回波，旋转频率5Hz至20Hz，波长808nm。
[0023]超声波测距模块包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统，包括嵌入式主控主板、船舶控制单元、电源模块、激光视频模块、激光雷达模块、超声波测距模块、单波束测深模块、北斗与GPS模块、液晶屏显示模块、惯性测量单元模块；所述的电源模块分别与嵌入式主控主板、船舶控制单元连接；其特征在于：所述的船舶控制单元、激光视频模块、激光雷达模块、超声波测距模块、单波束测深模块、北斗与GPS模块、液晶屏显示模块、惯性测量单元模块分别与嵌入式主控主板相连接；所述的嵌入式主控主板固化集成了存储模块、运算模块、内存模块和加密控制器；所述的船舶控制单元固化集成了油门控制模块、天然气控制模块、制动控制模块和舵机控制模块。2.根据权利要求1所述的内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统，其特征在于：所述的电源模块采用电瓶供电模式，与船载电瓶连接后可以持续为嵌入式主控主板和船舶控制单元供电。3.根据权利要求1所述的内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统，其特征在于：所述的加密控制器采用满足EAL4+通用标准的嵌入式加密控制器。4.根据权利要求1所述的内河LNG双燃料船舶安全驾驶控制系统，其特征在于：所述的激光视频模块包括4个激光摄像头；所述的激光雷达模块包括2个激光雷达传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClB六三B七九四零，
申请(专利权)人：广西感知物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：