一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统及其控制方法，包括摄像头、智能充电桩、智能网关、数据交换机、智能算法服务器和智能岸电平台；智能充电桩和摄像头均通过智能网关与数据交换机相连接；数据交换机和智能算法服务器相连接，数据交换机与智能岸电平台相连接；智能岸电平台通信连接有交通运管岸电管理终端、港口运营管理终端和船舶移动终端，本发明专利技术通过人工智能视觉识别分析技术，对码头靠泊的船舶状态进行识别和分析，实时监测船舶的停靠状态，实时检测岸电设备与船舶的接入状态，向未按照规定时间接入岸电的船舶进行警告提醒，能够对停靠船舶接入岸电做出督促提醒，提高船舶岸电系统的利用率低，进一步提高岸电设备的使用率。岸电设备的使用率。岸电设备的使用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于船舶岸电系统
，具体涉及一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]港口岸电设施已经作为港口新能源改造、建设的重要组成部分，在港口已经广泛的使用，船舶在靠泊作业时，按照各级交通部门规定，须接入岸电系统，使用岸电系统供电进行各类作业，以减少船舶靠港时的碳排放。
[0003]专利号CN102333203A公开了一种岸电无线视频监控系统，主要针对的是通过无线视频监控对岸电箱移动时的状态进行远程视频监控，实现远程操作，并没有对船舶停靠状态进行监测；专利号CN106026046B公开了一种基于基于视觉物联网的船用岸电安全系统及船用岸电功率补偿方法，利用的是紫外、可见光、红外灯多种视觉传感器对岸电设备进行监控，监控的主要目的是岸电设备的健康和安全状态（基于温度），实现对岸电的功率补偿，此方法对岸电是否在按照规定有效接入和使用的状态没有进行监控；专利号CN106773979B公开了一种适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统及方法，对岸电信息的收集主要集中在岸电的电压、频率信息，用来进行岸电合闸控制，并不收集岸电设备的使用信息。
[0004]现有的船舶岸电系统能对岸电进行远程监控，信息采集，但不具有自动检测靠港船舶是否接入岸电系统的功能，目前很多船舶靠港作业时，未按照规定接入岸电系统，而现有的船舶岸电系统，只能向船舶提供电力供给，无法对停靠船舶靠泊后是否接入岸电做出判断，导致船舶岸电系统的利用率低，岸电设备闲置，为此我们提出一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统及其控制方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统及其控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统，包括摄像头、智能充电桩、智能网关、数据交换机、智能算法服务器和智能岸电平台；所述智能充电桩和所述摄像头均通过所述智能网关与所述数据交换机相连接；所述智能算法服务器和所述数据交换机相连接，所述智能算法服务器通过所述摄像头自动识别、记录船舶身份信息、进港状态、停靠时间和船舶岸电接入状态；所述数据交换机与所述智能岸电平台相连接；所述智能岸电平台通信连接有交通运管岸电管理终端、港口运营管理终端和船舶移动终端，用于向所述交通运管岸电管理终端、所述港口运营管理终端和所述船舶移动终端传输岸电使用数据。
[0007]优选的，所述智能充电桩布设在船舶停靠的港口码头处，所述智能充电桩用于向
停靠在港口码头处的船舶提供岸电功能，且将停靠在港口码头处的船舶岸电使用数据通过所述智能网关传输给所述数据交换机。
[0008]优选的，所述摄像头布设在所述智能充电桩对应的港口码头处，所述摄像头用于实时采集进入港口码头的船舶的图像或视频信息，并将该图像或视频信息通过所述智能网关与所述数据交换机传输给所述智能算法服务器。
[0009]优选的，所述智能算法服务器内置有船舶目标识别算法和船舶目标跟踪算法，所述船舶目标识别算法用于对所述摄像头传输的图像或视频信息内的船舶进行识别分析，所述船舶目标跟踪算法用于对所述摄像头传输的图像或视频信息内的船舶进行目标跟踪，所述智能算法服务器将所述船舶目标识别算法和所述船舶目标跟踪算法识别、记录的船舶身份信息、进港状态、停靠时间和船舶岸电接入状态传输给所述数据交换机。
[0010]优选的，所述数据交换机用于将接收到的船舶身份信息、进港状态、停靠时间、船舶岸电接入状态和船舶岸电使用数据传输给所述智能岸电平台。
[0011]优选的，所述智能岸电平台用于部署云端，并将接收到的船舶身份信息、进港状态、停靠时间、船舶岸电接入状态和船舶岸电使用数据进行保存，并将船舶岸电使用数据推送到所述交通运管岸电管理终端、所述港口运营管理终端和对应的所述船舶移动终端，并对超出规定时间未接入岸电系统的船舶发出警告信息。
[0012]优选的，所述智能网关为3G网络、4G网络、5G网络、WIFI或网线光纤中的一种或多种。
[0013]一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统的控制方法，包括如下步骤：船舶靠港识别跟踪：通过布设在港口码头处的摄像头对进入港口处的船舶目标进行拍摄图像或视频信息，并将该图像或视频信息通过智能网关与数据交换机传输给智能算法服务器，智能算法服务器内置的船舶目标识别算法对摄像头传输的图像或视频信息内的船舶目标进行身份识别分析，以获得船舶目标的身份信息，智能算法服务器内置的船舶目标跟踪算法对摄像头传输的图像或视频信息内的船舶目标进行跟踪，以获得船舶目标的进港状态、停靠时间和船舶岸电接入状态，将识别、记录的船舶身份信息、进港状态、停靠时间和船舶岸电接入状态传输给所述数据交换机；岸电接入状态识别：通过摄像头和智能算法服务器记录船舶目标进入港口泊位的时间，对船舶目标停靠时间进行计时，到达规定接入岸电时间后，配合船舶目标停靠港口泊位对应的智能充电桩的使用状态判断船舶目标是否接入岸电，将停靠在港口泊位的船舶岸电使用数据通过所述智能网关传输给所述数据交换机；未按规定时间接入岸电系统的船舶目标信息上报并警告：当船舶目标停靠时间超过规定时间未接入岸电系统时，数据交换机会将该船舶目标信息上报给智能岸电平台，智能岸电平台将该船舶目标信息推送给交通运管岸电管理终端和港口运营管理终端，并将该船舶信息通过港口广播和对应的船舶移动终端发出警告提醒；岸电使用率：通过摄像头、智能算法服务器和智能充电桩对港口的每个泊位、泊位停靠船舶的数量和按规定使用岸电的次数进行统计，分析港口岸电使用率；违规船舶统计和违规船舶黑名单设置：对违规为接入岸电的船舶信息进行统计，当该船舶违规未接入岸电的次数超出设定次数后，智能岸电平台可以对该船舶设置黑名单，当该船舶进入港口停靠时，通过港口广播立即发出警告提醒。
[0014]优选的，所述船舶靠港识别跟踪中的所述船舶目标识别算法在YOLO v4算法的基础上，通过K
‑
mean聚类算法，对船舶目标识别进行改进，所述船舶目标识别算法的具体计算步骤如下：通过摄像头实时采集的船舶和港口泊位图像建立船舶和泊位数据集，对数据集进行标注，随机抽取数据集并划分为训练集和测试集，通过YOLO v4算法进行船舶目标识别训练和测试；K
‑
means聚类算法对数据集进行聚类，通过mAP和F1
‑
score两个评价指标，对YOLO v4算法进行评价；mAP的计算公式如公式（1）所示：
ꢀꢀꢀꢀ
（1）；其中，X1表示积分下限，X2表示积分上限；P表示精度Precision，Rec表示召回率Recall，d表示微分符号，不做变量；mAP表示船舶及泊位检测目标的平均精度AP的平均值，评价精度P时，从0到1进行积分，则mAP=AP；船舶及泊位检测目标的平均精度AP的计算公式如公式（2）所示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）；F1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统，其特征在于，包括摄像头、智能充电桩、智能网关、数据交换机、智能算法服务器和智能岸电平台；所述智能充电桩和所述摄像头均通过所述智能网关与所述数据交换机相连接；所述智能算法服务器和所述数据交换机相连接，所述智能算法服务器通过所述摄像头自动识别、记录船舶身份信息、进港状态、停靠时间和船舶岸电接入状态；所述数据交换机与所述智能岸电平台相连接；所述智能岸电平台通信连接有交通运管岸电管理终端、港口运营管理终端和船舶移动终端，用于向所述交通运管岸电管理终端、所述港口运营管理终端和所述船舶移动终端传输岸电使用数据。2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统，其特征在于：所述智能充电桩布设在船舶停靠的港口码头处，所述智能充电桩用于向停靠在港口码头处的船舶提供岸电功能，且将停靠在港口码头处的船舶岸电使用数据通过所述智能网关传输给所述数据交换机。3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统，其特征在于：所述摄像头布设在所述智能充电桩对应的港口码头处，所述摄像头用于实时采集进入港口码头的船舶的图像或视频信息，并将该图像或视频信息通过所述智能网关与所述数据交换机传输给所述智能算法服务器。4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统，其特征在于：所述智能算法服务器内置有船舶目标识别算法和船舶目标跟踪算法，所述船舶目标识别算法用于对所述摄像头传输的图像或视频信息内的船舶进行识别分析，所述船舶目标跟踪算法用于对所述摄像头传输的图像或视频信息内的船舶进行目标跟踪，所述智能算法服务器将所述船舶目标识别算法和所述船舶目标跟踪算法识别、记录的船舶身份信息、进港状态、停靠时间和船舶岸电接入状态传输给所述数据交换机。5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统，其特征在于：所述数据交换机用于将接收到的船舶身份信息、进港状态、停靠时间、船舶岸电接入状态和船舶岸电使用数据传输给所述智能岸电平台。6.根据权利要求5所述的一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统，其特征在于：所述智能岸电平台用于部署云端，并将接收到的船舶身份信息、进港状态、停靠时间、船舶岸电接入状态和船舶岸电使用数据进行保存，并将船舶岸电使用数据推送到所述交通运管岸电管理终端、所述港口运营管理终端和对应的所述船舶移动终端，并对超出规定时间未接入岸电系统的船舶发出警告信息。7.根据权利要求1所述的一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统，其特征在于：所述智能网关为3G网络、4G网络、5G网络、WIFI或网线光纤中的一种或多种。8.根据权利要求1
‑
7任意一项所述的一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：船舶靠港识别跟踪：通过布设在港口码头处的摄像头对进入港口处的船舶目标进行拍摄图像或视频信息，并将该图像或视频信息通过智能网关与数据交换机传输给智能算法服务器，智能算法服务器内置的船舶目标识别算法对摄像头传输的图像或视频信息内的船舶目标进行身份识别分析，以获得船舶目标的身份信息，智能算法服务器内置的船舶目标跟
踪算法对摄像头传输的图像或视频信息内的船舶目标进行跟踪，以获得船舶目标的进港状态、停靠时间和船舶岸电接入状态，将识别、记录的船舶身份信息、进港状态、停靠时间和船舶岸电接入状态传输给所述数据交换机；岸电接入状态识别：通过摄像头和智能算法服务器记录船舶目标进入港口泊位的时间，对船舶目标停靠时间进行计时，到达规定接入岸电时间后，配合船舶目标停靠港口泊位对应的智能充电桩的使用状态判断船舶目标是否接入岸电，将停靠在港口泊位的船舶岸电使用数据通过所述智能网关传输给所述数据交换机；未按规定时间接入岸电系统的船舶目标信息上报并警告：当船舶目标停靠时间超过规定时间未接入岸电系统时，数据交换机会将该船舶目标信息上报给智能岸电平台，智能岸电平台将该船舶目标信息推送给交通运管岸电管理终端和港口运营管理终端，并将该船舶信息通过港口广播和对应的船舶移动终端发出警告提醒；岸电使用率：通过摄像头、智能算法服务器和智能充电桩对港口的每个泊位、泊位停靠船舶的数量和按规定使用岸电的次数进行统计，分析港口岸电使用率；违规船舶统计和违规船舶黑名单设置：对违规为接入岸电的船舶信息进行统计，当该船舶违规未接入岸电的次数超出设定次数后，智能岸电平台对该船舶设置黑名单，当该船舶进入港口停靠时，通过港口广播立即发出警告提醒。9.根据权利要求8所述的一种基于人工智能视觉识别的船舶岸电系统的控制方法，其特征在于：所述船舶靠港识别跟踪中的所述船舶目标识别算法在YOLO v4算法的基础上，通过K
‑
mean聚类算法，对船舶目标识别进行改进，所述船舶目标识别算法的具体计算步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勤，杨帆，胥涛，孙少凌，李建全，程建钧，纵波，孙俊，殷珂，郭乐之，
申请(专利权)人：江苏交科能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：