海事監控系統的製作方法

2023-06-13 17:26:46

本發明涉及海事監控技術領域，特別是涉及一種海事監控系統。

背景技術：

在進行海上事故調查或水下作業時，通常都是通過先出海到達特定區域，再派潛水員下水進行監控。這種方式，由於海面風浪較大，現場情況複雜多變，使得出海人員的安全存在較大的危險，同時所獲取的水上監控信息和水下監控信息也存在著一定的時間差，另外潛水員入水時間有限，使得所監控的範圍也較小，因而不能直觀的、全面的監控真實情況。

技術實現要素：

基於此，有必要針對監控不直觀、不全面的問題，提供一種海事監控系統。

一種海事監控系統，包括地面控制中心、無人船及無人深潛器；所述無人船分別與所述地面控制中心、所述無人深潛器無線連接；所述無人船通過線纜與所述無人深潛器電連接，且所述無人船通過所述線纜向所述無人深潛器提供電能；所述無人船用於接收所述地面控制中心發出的控制信號，且根據所述控制信號運行並控制所述無人深潛器運行，且所述無人船將自身和所述無人深潛器的運行信息反饋至所述地面控制中心。

在其中一個實施例中，所述無人船包括控制系統、第一電源系統、第一動力系統、第一任務系統及收放供電系統；所述控制系統分別與所述地面控制中心、所述無人深潛器無線連接，並分別與所述第一動力系統、所述第一任務系統及所述收放供電系統電連接，所述控制系統控制所述第一動力系統、所述第一任務系統及所述收放供電系統運行，且控制所述無人深潛器運行，並將所述第一動力系統、所述第一任務系統及所述收放供電系統的運行信息反饋至地面控制中心，且將所述無人深潛器的運行信息反饋至地面控制中心；所述第一動力系統用於為所述無人船提供動力；所述收放供電系統的一端通過線纜與所述無人深潛器電連接，所述收放供電系統的另一端與所述第一電源系統電連接；所述第一電源系統分別向所述控制系統、所述第一動力系統、所述第一任務系統提供電能，並用於通過所述收放供電系統向所述無人深潛器提供電能。

在其中一個實施例中，所述無人船還包括第一傳輸系統，所述第一傳輸系統與所述第一任務系統電連接，用於將所述第一任務系統所採集的信息傳輸至所述地面控制中心。

在其中一個實施例中，所述收放供電系統包括固定裝置、移動導軌、驅動單元、轉動件、動滑輪及定滑輪；所述固定裝置及所述移動導軌安裝於所述無人船上；所述驅動單元和所述轉動件固定在所述固定裝置上；所述驅動單元用於控制所述轉動件轉動；所述定滑輪通過所述固定裝置固定於所述轉動件的上方；所述動滑輪能夠沿所述移動導軌滑動；所述線纜，一端與所述無人深潛器電連接，另一端依次繞過所述定滑輪、所述動滑輪及所述轉動件與所述第一電源系統電連接，其中，所述轉動件轉動而使所述線纜纏繞在所述轉動件上，或者使所述線纜從所述轉動件上釋放。

在其中一個實施例中，所述收放供電系統還包括拉力檢測組件；所述拉力檢測組件與所述動滑輪上的線纜連接，並與所述控制系統電連接；所述拉力檢測組件用於測量所述線纜產生的拉力並將測量結果反饋至所述控制系統。

在其中一個實施例中，所述第一動力系統包括發動機，所述發動機用於驅動推進器運行。

在其中一個實施例中，所述第一電源系統包括依次電連接的發電機、儲能單元及電源分配器；所述發動機用於驅動所述發電機發電；所述儲能單元用於存儲電能，並將電能通過所述電源分配器分配出去。

在其中一個實施例中，所述第一任務系統包括距離傳感器、水流檢測傳感器、風速計、攝像頭中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述無人深潛器包括第二電源系統、第二動力系統、第二任務系統；所述第二電源系統分別與所述第二動力系統及第二任務系統電連接，並通過所述線纜與所述無人船電連接；所述控制系統分別與所述第二動力系統、所述第二任務系統無線連接，用於控制所述第二動力系統與所述第二任務系統運行，並將所述無人深潛器的運行信息反饋至所述地面控制中心；所述第二電源系統通過所述線纜接收來自所述無人船提供的電能，並對所述第二動力系統及第二任務系統提供電能；所述第二動力系統用於為所述無人深潛器提供動力。

在其中一個實施例中，所述無人深潛器還包括第二傳輸系統，所述第二傳輸系統與所述第二任務系統電連接，用於將所述第二任務系統採集的信息傳輸至所述地面控制中心。

上述海事監控系統通過地面控制中心、無人船及無人深潛器的配合使用，可同時進行水面、水下監控，且無人船可通過線纜向所述無人深潛器提供電能，從而可以長時間的進行水下監控，可見無人船與無人深潛器共同對海事進行監控可以達到優勢互補，使得監控更直觀、更全面。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他實施例的附圖。

圖1為一實施方式提供的海事監控系統的框圖；

圖2為圖1所示實施方式的海事監控系統的一個實施例的結構示意圖；

圖3為圖1所示實施方式的海事監控系統的一個實施例的框圖；

圖4為圖3所示實施例的海事監控系統的收放供電系統的其中一個實施例的結構示意圖；

圖5為圖3所示實施例的海事監控系統的第一電源系統的其中一個實施例的框圖。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發明。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參考圖1及圖2，一實施方式提供了一種海事監控系統，包括地面控制中心100、無人船200及無人深潛器300。

其中，無人船200分別與地面控制中心100、無人深潛器300無線連接，無人船用於接收地面控制中心發出的控制信號，且根據控制信號運行並控制無人深潛器運行，且無人船將自身與無人深潛器的運行信息反饋至地面控制中心。換言之，地面控制中心100可與無人船200進行無線通信，進而無線控制無人船200運行，同時無人船200也可將相關信息無線反饋至地面控制中心100，另外無人船200還可無線控制無人深潛器300運行，無人深潛器300也可將相關信息反饋至無人船200，從而能夠實現更好地監控。例如，在監控過程中，地面控制中心100可根據情況控制無人船200的運行速度，同時無人船200也可控制無人深潛器300以無人船200的運行速度運行，並且無人船200還可將無人船200與無人深潛器300的實際運行速度反饋至地面控制中心100；或者，地面控制中心100可以控制無人船200執行風速測試，同時無人船200也可控制無人深潛器300執行地形探測，並且無人船200還可將風速測試結果反饋至地面控制中心100，無人深潛器300將地形測試結果反饋至無人船200，無人船200再將地形測試結果發送至地面控制中心100。

無人船200通過線纜與無人深潛器300電連接，且無人船200通過線纜向無人深潛器300提供電能。

本實施方式中，利用無人船200通過線纜400向無人深潛器300提供電能，是由於無人船200可以通過燃油發動機等進行發電，可以長時間的為無人深潛器300提供電能，從而大大延長了無人深潛器300的監控時間。

其中，線纜400位於無人船200與無人深潛器300之間，線纜400的長度可以縮短或延長，例如：無人船200可以回收線纜400，這時可以縮短無人船200與無人深潛器300之間線纜400的長度，無人船200又能松放線纜400，這時可以增加無人船200與無人深潛器300之間線纜400的長度。因此，線纜400能夠進行收放，進而能夠相應減小或增大無人深潛器300與無人船200之間的距離，避免發生線纜400的拉力過大或者線纜400冗餘纏繞的情況。例如：當無人深潛器300下降且線纜400的拉力增大時，可以松放線纜400；當無人深潛器300上升且線纜400的拉力減小時，可以回收線纜400。在其他狀態，比如在水下生物觸碰到線纜400時，會使線纜400晃動，從而導致線纜400的拉力增大，而無人深潛器300並沒有上升或者下降，這時則不會控制進行收放線纜400的操作，避免造成線纜400冗餘纏繞的危險。

具體地，線纜400可以為光電複合線纜，例如為kevlar纖維包裹的光電複合導線。kevlar纖維密度低、強度高、韌性好、耐高溫，可增強導線的柔韌性、抗扭曲、抗衝擊和較重的機械負荷，可以有效抵抗外部幹擾與電纜內部的幹擾，保證了信號傳輸的穩定性。

綜上所述，上述實施方式提供的海事監控系統，地面控制中心100、無人船200及無人深潛器300之間相互配合，可同時進行水面、水下監控，且無人船200可通過線纜400向所述無人深潛器300提供電能，從而可以長時間的進行水下監控，可見無人船200與無人深潛器300共同對海事進行監控可以達到優勢互補，使得監控更直觀、更全面。

在其中一個實施例中，請參考圖3(實線代表供電線路，短虛線代表控制信號傳輸線路，點虛線代表無線信號傳輸線路)，無人船200包括控制系統210、第一電源系統220、第一動力系統230、第一任務系統240及收放供電系統260。

其中，控制系統210與地面控制中心100無線連接，並分別與第一動力系統230、第一任務系統240及收放供電系統260電連接。控制系統210用於接收來自地面控制中心100的控制信號，以控制第一動力系統230、第一任務系統240及收放供電系統260運行，並將第一動力系統230、第一任務系統240及收放供電系統260的運行信息反饋至地面控制中心100。另外，控制系統210還與無人深潛器300無線連接，以控制無人深潛器300運行，並將無人深潛器300的運行信息反饋至地面控制中心100。

第一動力系統230用於對無人船200提供動力。第一動力系統230可以包括發動機231。更進一步地，發動機231驅動推進器232運行，以驅動無人船200運行。

第一任務系統240與控制系統210電連接，用於執行相關任務並採集信息，並可將採集的信息無線反饋至控制系統210。具體地，請參考圖2，第一任務系統240可以包括距離傳感器241、水流檢測傳感器242、風速計243、攝像頭244中的一種或多種。

進一步地，無人船200還包括第一傳輸系統250，第一傳輸系統250與第一任務系統240電連接。具體地，第一任務系統240將採集的數據信息發送至第一傳輸系統250，第一傳輸系統250接收第一任務系統240發送的數據信息，並將數據信息傳輸至地面控制中心100。

收放供電系統260的一端通過線纜400與無人深潛器300電連接，收放供電系統260的另一端第一電源系統220電連接，收放供電系統260用於對線纜400進行收放操作。其中，收放供電系統260用於對線纜400進行收放操作，換言之，收放供電系統260可以回收線纜400，也可以松放線纜400。

具體地，請參考圖4，收放供電系統260包括固定裝置261、移動導軌262、驅動單元263、轉動件264、動滑輪265及定滑輪266。固定裝置261及移動導軌262安裝於無人船200上。驅動單元263和轉動件264固定在固定裝置261上。驅動單元263用於控制轉動件264轉動。具體地，驅動單元263可以包括驅動電機2631和齒輪2632，其中，驅動電機2631接收來自控制系統210的控制信號，並根據控制信號帶動齒輪2632轉動。具體地，轉動件264可以與齒輪2632相嚙合，這時驅動電機2631通過齒輪2632可帶動轉動件264轉動。

定滑輪266通過固定裝置261固定於轉動件264的上方。動滑輪265位於移動導軌262上，並能沿移動導軌262進行滑動。進一步地，收放供電系統260還可以包括滑塊268及固定件269。其中，移動導軌262沿第一方向延伸。具體地，移動導軌262為條形杆狀。滑塊268套設於移動導軌262上，並沿移動導軌262的延伸方向可滑動。固定件269固定於滑塊268上，以使滑塊268帶動固定件269滑動。動滑輪265可轉動地固定於固定件269上。因此，滑塊268移動時，位於固定件269上的動滑輪265也可以相應進行滑動。

線纜400的一端與無人深潛器300電連接，另一端依次繞過定滑輪266、動滑輪265和轉動件264與第一電源系統220電連接。其中，轉動件264轉動而使線纜400纏繞在轉動件264上(即回收線纜400)，或者使線纜400從轉動件264上釋放(即松放線纜400)。進一步地，位於定滑輪266和動滑輪265之間的一段線纜400(記作線段ab)與位於動滑輪265和轉動件264之間的一段線纜400(記作線段cd)平行，以使兩段線纜400上承受的拉力是相等的。

進一步地，請繼續參考圖4，收放供電系統260還包括拉力檢測組件267。拉力檢測組件267與動滑輪265上的線纜400連接，並與控制系統210電連接。拉力檢測組件267用於測量線纜400產生的拉力並將測量結果反饋至控制系統210。拉力檢測組件267可產生一個朝第二方向的拉力，第二方向與第一方向相反，以使拉力檢測組件267檢測線纜400對動滑輪265的拉力值，且拉力檢測組件267可將拉力值反饋至控制系統210。

具體地，拉力檢測組件267包括信號反饋裝置2671和拉力計2672。信號反饋裝置固定在無人船200上。並且，信號反饋裝置2671與控制系統210無線連接。拉力計2672的一端與信號反饋裝置2671固定連接，且拉力計2672的另一端與固定件269固定連接。拉力計2672給動滑輪265提供一個朝第二方向的彈性拉力，以使拉力計檢測線纜400對動滑輪265組件的拉力值，並將拉力值傳輸至信號反饋裝置2671，信號反饋裝置2671再將拉力值反饋至控制系統210。

其中，控制系統210可根據地面控制中心100發出的控制信號和拉力計2672所測的拉力值發出控制信號，即控制系統210發出的控制信號同時受到控制無人深潛器運行狀態的控制信號和信號反饋裝置2671反饋的拉力值的影響。例如，當地面控制中心100發出控制無人深潛器300下降的控制信號，且信號反饋裝置反饋2671的拉力計2672檢測到的動滑輪265受到的拉力值增大時，控制系統210就向驅動單元263的驅動電機2631發出相應的控制信號，使轉動件264進行轉動以使線纜400脫離轉動件264(即放線)；當地面控制中心100發出控制無人深潛器300上升的控制信號，且信號反饋裝置反饋2671的動滑輪265受到的拉力值減小時，控制系統210就向驅動單元263的驅動電機2631發出相應的控制信號，使轉動件264進行轉動以使線纜400纏繞在轉動件264(即收線)；而僅當信號反饋裝置2671反饋的動滑輪265受到的拉力值增大或減小，且沒有接收到控制無人深潛器300運行的控制信號時，控制系統210就不會向驅動電機2631發出控制信號。

第一電源系統220分別向控制系統210、第一動力系統230、第一任務系統240提供電能，並用於通過所述收放供電系統260向所述無人深潛器300供電。具體地，第一電源系統220包括依次電連接的發電機221、儲能單元222及電源分配器223。其中，發動機231驅動發電機221發電，即發動機231開始運轉後，帶動發電機221運轉，發電機221正常運轉後就可以對儲能單元222充電。儲能單元222用於存儲電能，並將電能通過電源分配器223分配出去。其中，儲能單元222可以為蓄電池組。電源分配器223將一部分電能分別向控制系統210、第一動力系統230、第一任務系統240輸送，將另一部分電能通過收放供電系統260、線纜400向無人深潛器300輸送。

在其中一個實施例中，請繼續參考圖3(實線代表供電線路，短虛線代表控制信號傳輸線路，點虛線代表無線信號傳輸線路)。無人深潛器300包括第二電源系統310、第二動力系統320、第二任務系統330。

第二電源系統310分別與第二動力系統320及第二任務系統330電連接，並通過線纜400與無人船200電連接。第二電源系統310用於對第二動力系統320及第二任務系統330提供電能，並通過線纜400接收來自於無人船200的電能。具體地，第二電源系統310可包括電源分配器，將來自於無人船200的電能分配至無人深潛器300的第二動力系統320及第二任務系統330。

第二動力系統320用於為無人深潛器300提供動力，控制系統210與第二動力系統320無線連接，以控制第二動力系統320運行，並將第二動力系統320的運行信息反饋至地面控制中心100。具體地，第二動力系統320可以為活塞式發動機、渦扇發動機、渦槳發動機或其他類型的發動機等。

第二任務系統330與控制系統210無線連接，用於執行相關任務並採集信息，並可將所採集的信息無線反饋至控制系統210。具體地，第二任務系統330可以包括攝像頭331、地形探測儀332、探照燈333中的一種或多種。

在其中一個實施例中，無人深潛器200還包括第二傳輸系統340，第二傳輸系統340與第二任務系統330電連接。具體地，第二任務系統330將所採集的數據信息發送至第二傳輸系統340，第二傳輸系統340接收第二任務系統330所發送的數據信息，並將數據信息傳輸至地面控制中心100。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。