一種漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理系統，通過云臺的轉動以及雷達、可見光攝像機和熱像儀對目標的探測，計算獲得探測區域內所有漁船的GPS坐標，發出目標越線報警信息，觸發簽證開始；漁船工作人員接到簽證告警后，進行拍照、掃描、輸入全部簽證信息；收集到漁船GPS信息，判別出漁船是否合法，進行本地存儲后，再將相應簽證信息遠程備份。本發明解決了漁港外沿海及自然港灣停泊漁船無法簽證的難題，減輕了漁港監督人員的勞動強度，提高了港口管理效率；增大了電子簽證的距離，實現了漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證功能，主動發現非法漁船，提高了電子簽證的自動化程度。
【專利說明】
一種漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理系統
技術領域
[0001] 本發明屬于漁船簽證技術領域，尤其涉及一種漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守 自動簽證管理系統。
【背景技術】
[0002] 漁船簽證系統是漁業部門對漁船進出港進行管理的重要系統，漁船進出港簽證是 海洋漁業安全、生產、管理的重要環節，是海洋漁業有序發展的必要保障。目前的漁船簽證 系統主要分為兩類，一類是傳統的靠人工登記的方式實現的漁船簽證系統，另一類是近幾 年出現的采用RFID技術實現的近港(500米以內）電子簽證系統。改革開放之后，我國的漁船 數量急劇增加，各級政府及民營企業在沿海建設了許多漁港，但即便如此，也無法全部容納 為數眾多的漁船，仍有大量漁漁船能停泊在沿海近岸或自然港灣。各級漁港監督人員本來 人數不多，應付漁港的正常管理及漁船簽證已人力不足，更無法顧及漁港以外的沿海港灣 停泊漁船的出海或返航簽證了。新的采用RFID的漁港簽證系統，能解決一部分問題，但存在 通信距離近(500米以內）、自動化程度不高、無法應對停泊在漁港之外漁船管理、無法識別 非法漁船等問題。現有的漁船簽證終端上集成了有源RFID，可與漁港執法點的港口 RFID閱 讀器進行無線連接，在漁船靠近碼頭時，將本船的GPS信息、AIS信息、漁船注冊等信息傳送 給漁港執法點，并通過人工的方式，識別漁船的進出港行為，完成漁船的進出港簽證功能。 該系統采用有源RFID進行無線通信，可對500米內的漁船完成電子簽證的過程，相比原有人 工登記的簽證系統，提高了效率。但是，該系統存在以下的不足：
[0003] 1、只能與港口相距不超過500米的漁船進行通信，完成電子簽證。由于我國漁船數 量的巨大，很多港口，漁船停靠距離已超過500米，這部分的漁船的簽證將無法實現。
[0004] 2、該系統僅安裝于港口，對于那些停靠在漁港外沿海的漁船，無法完成電子簽證 過程。
[0005] 3、當漁船端的電子系統損害或被人為破壞時，該系統均不能主動發現問題漁船， 導致安全隱患的存在。
[0006] 4、自動化程度不高。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供一種漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理系 統，旨在解決現有的漁船簽證終端存在漁船停靠距離超過500米，無法實現簽證，對于停靠 在漁港外沿海的漁船，無法完成電子簽證，不能主動發現問題漁船，導致安全隱患，自動化 程度不高的問題。
[0008] 本發明是這樣實現的，一種漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理方 法，所述漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理方法步驟如下：
[0009] 岸站通過云臺的轉動以及雷達、可見光攝像機和熱像儀對目標的探測，計算獲得 探測區域內所有漁船的GPS坐標，根據每個漁船GPS坐標位置以及坐標的變化，判斷出該漁 船的進出港行為，當有漁船穿越虛擬進出港線時，發出目標越線報警信息，觸發簽證開始；
[0010] 漁船終端處的漁船工作人員接到簽證告警后，進行拍照、掃描、輸入全部簽證信 息，將相應信息回送；
[0011] 岸站將收到的進出港漁船簽證信息上傳至自動簽證儀；
[0012] 自動簽證儀根據收集到的漁船GPS信息，判別出漁船是否合法，進行本地存儲后， 再將相應簽證信息，通過3G/4G或以太網或WLAN公共通信網絡，發送給上級部門進行備份， 同時給漁船終端發出簽證是否成功的信息。
[0013]進一步，所述漁船的GPS坐標點獲取方法如下：
[0014]以云臺為坐標原點，橫軸Y與赤道平行，縱軸X與中央經線平行，建立直角坐標系， 與高斯一克呂格平面直角坐標系平行，在高斯一克呂格坐標系中，橫軸Y為赤道，縱軸X為中 央經線，坐標原點0為中央經線與赤道的交點；獲得的漁船的俯仰角和水平角分別為0 r和 距離為L，且此時云臺的俯仰角和水平角分別為0dP(i)P，則計算出漁船相對云臺的坐標 點(X，Y): A' = Lsin(0r + )cos(表.+ 0 )
[0015] { P 。 y =Isin(<9r + ^p)sin(^. + ^)
[0016] 進一步，所述云臺安裝北斗或GPS設備，獲取漁船的GPS坐標點方法如下：云臺的 GPS坐標對應的高斯一克呂格平面直角坐標點為(Xp，Yp)，則計算出該漁船的高斯一克呂格 平面直角坐標GPS點（X'，Y'）；得到所有覆蓋范圍內的漁船的高斯一克呂格平面直角坐標 GPS 點：
[0017] { , s ^ Y ^Yp + Y
[0018] 本發明的另一目的在于提供一種所述的漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動 簽證管理方法的系統，所述系統包括：
[0019] 上級漁港監督監控中心及數據庫，該部分用于人機接口控制和對漁船的上級管 理，由計算機構成;計算機主板上集成以太網和WLAN模塊，通過USB連接至3G/4G模塊;計算 機內嵌軟件實現電子海圖和顯示功能、數據處理功能、數據保存和回放功能以及漁船數據 庫存儲功能；以太網、WLAN及3G/4G模塊用于和遠程無人值守自動簽證儀通信；
[0020] 遠程無人值守自動簽證儀，該部分用于完成錄像數據的調度、漁船信息的收集和 調度、非法漁船探測以及自動簽證任務調度，由計算機構成;計算機主板集成以太網接口、 WLAN模塊、USB接口和串口，并通過USB連接至3G/4G模塊;計算機內嵌軟件實現電子海圖及 顯示功能、數據處理功能、數據保存和回放功能、漁船簽證信息處理功能及漁船進出港資料 數據庫。以太網接口、WLAN模塊及3G/4G模塊用于和上級漁港監督監控中心及數據庫通信； 以太網接口、USB接口和串口用于和岸基監控模塊、岸站數據采集通信機通信；
[0021] 岸基監控模塊，該部分用于完成對漁船的監控和主動探測，是由雷達圖像采集及 目標識別系統、可見光攝像機及熱像儀的圖像采集和目標識別系統、高精度云臺和北斗或 GPS設備組成;雷達圖像采集及目標識別系統、可見光攝像機及熱像儀的圖像采集和目標識 別系統可主動發現漁船，配合高精度云臺和本地GPS信息，可以主動探測出幾十米到幾十海 里的所有漁船的GPS坐標點，為發現非法漁船提供基礎。
[0022]岸站數據采集通信機，該部分用于和漁船進行無線通信，與漁船上的簽證終端設 備配合，完成簽證過程;該部分由嵌入式系統構成，集成數字超短波電臺、RFID通信模塊、移 動公網模塊和WLAN模塊;數字超短波電臺用于0-60公里的無線通信;RFID通信模塊用于0-500m的近距離通信;移動公網模塊和WLAN模塊用于0-2公里的無線通信。
[0023]漁船簽證終端，該部分在獲取漁船自身GPS信息的同時，和岸站數據采集通信機進 行通信，完成簽證過程;該部分由數字超短波電臺、RFID通信模塊、移動公網模塊、WLAN模 塊、漁船簽證信息掃描存儲單元、AIS模塊、北斗或GPS設備構成;數字超短波電臺用于0-60 公里的無線通信;RFID通信模塊用于0-500m的近距離通信;移動公網模塊和WLAN模塊用于 0-2公里的無線通信;漁船簽證信息掃描存儲單元用于完成簽證過程中的證件掃描和存儲； AIS模塊用于獲取漁船信息；
[0024]本發明提供的漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理系統，采用雷達、 可見光攝像機、熱像儀、超短波電臺、RFID、公網和計算機數據庫等技術，在岸站所設的雷 達/可見光攝像機/熱像儀的觀測范圍內的所有漁船(包括在沿海、自然港灣、港口停泊或海 面航行漁船)的準確位置鎖定在電子海圖上，通過軟件算法結合漁船位置，自動判斷出漁船 的進出港行為，自動通過無線通信模塊與漁船上的設備交互，完成漁船簽證的過程。本發明 岸站部分可全部自動完成，漁船上對應的設備可由漁民參與操作完成，徹底解決了漁港外 沿海及自然港灣停泊漁船無法簽證的難題，而且同樣實現漁港內漁船進出港的無人值守自 動簽證過程，減輕了漁港監督人員的勞動強度，提高了港口管理效率，增大了電子簽證的距 離，實現了漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證功能，提高電子簽證的自動化程度 并可主動發現非法漁船。
[0025]本發明實現了對沿海漁船動態的自動監控，對在近海禁漁區、禁漁期的管理和近 海海難搜救起到了極大的作用;在港口安裝雷達/可見光攝像機/熱像儀，通過雷達的掃描、 可見光攝像機/熱像儀的攝像和圖像識別，主動獲取所有觀察范圍內的漁船的GPS信息;通 過引入超短波電臺，使得自動簽證的無線覆蓋最遠可達幾十海里，解決了港口停靠較遠漁 船的自動簽證難題;通過雷達的掃描、可見光攝像機/熱像儀的攝像和圖像識別，主動實時 監控漁船的行為，并通過劃定的虛擬進出港線，自動判斷出漁船的簽證需求，主動發起簽證 過程;通過雷達的掃描、可見光攝像機/熱像儀的攝像和圖像識別，主動發現、跟蹤、監視非 法漁船;可解決漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證的難題；
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明實施例提供的漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理系統 結構示意圖；
[0027]圖中：1、上級漁港監督監控中心及數據庫；2、遠程無人值守自動簽證儀;3、岸基監 控模塊;4、岸站數據采集通信機;5、漁船簽證終端。
[0028]圖2是本發明實施例提供的漁船坐標的計算示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于 限定本發明。
[0030] 下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細的描述。
[0031] 如圖1所示，本發明實施例的漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理系 統包括:上級漁港監督監控中心及數據庫1、遠程無人值守自動簽證儀2、岸基監控模塊3、岸 站數據采集通信機4、漁船簽證終端5。
[0032] 上級漁港監督監控中心及數據庫1，該部分是由電子海圖和顯示系統、3G/4G或以 太網或WLAN等公共通信網絡、數據處理中心模塊、數據保存和回放模塊、漁船數據庫組成； 用于人機接口控制和對漁船的上級管理。
[0033] 遠程無人值守自動簽證儀2,該部分是由電子海圖及顯示系統、3G/4G或以太網或 WLAN等公共通信網絡、數據處理中心模塊、數據保存和回放模塊、漁船進出港資料數據庫、 漁船簽證信息處理器所組成；用于完成錄像數據的調度、漁船信息的收集和調度、非法漁船 探測以及自動簽證任務調度。
[0034] 岸基監控模塊3,該部分是由雷達圖像采集及目標識別系統、可見光攝像機及熱像 儀的圖像采集和目標識別系統、高精度云臺和北斗或GPS設備組成。用于完成對漁船的監控 和主動探測。配合高精度云臺和本地GPS信息，該部分可以主動探測出幾十米到幾十海里的 所有漁船的GPS坐標點，為發現非法漁船提供基礎。
[0035] 岸站數據采集通信機4,該部分是由數字超短波電臺、RFID通信模塊、移動公網模 塊和WLAN模塊構成，用于和漁船進行無線通信，與漁船上的簽證終端設備配合，完成簽證過 程。
[0036]漁船簽證終端5，該部分是由數字超短波電臺、RFID通信模塊、移動公網模塊、WLAN 模塊、漁船簽證信息掃描存儲單元、AIS模塊、北斗或GPS設備構成，在獲取漁船自身GPS信息 的同時，和岸站數據采集通信機進行通信，完成簽證過程。
[0037]本發明實施例的漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理方法的實現步 驟如下：
[0038] 1、本系統的"岸基監控"模塊安裝于高精度云臺上，通過云臺的轉動以及其上監控 設備(包括雷達、可見光攝像機和熱像儀)對目標的探測，并通過計算，獲得探測區域內所有 漁船的GPS坐標。根據每個漁船GPS坐標位置以及坐標的變化，判斷出該漁船的進出港行為。 當有漁船穿越本系統虛擬進出港線時，"岸基監控"模塊，立即向"遠程無人值守簽證模塊" 發出目標越線報警信息，觸發簽證開始。
[0039] 2、"遠程無人值守簽證儀"通過"岸站數據采集通信機"的超短波/RFID等無線通信 模塊，通知喚醒越線漁船上的"漁船簽證終端"，并使得終端發出聲光自動簽證警告;漁船工 作人員接到簽證告警后，使用"漁船簽證終端"按簽證的各項規定進行拍照、掃描、輸入全部 簽證信息，最后由"漁船簽證終端"通過超短波電臺/RFID通信模塊/移動公網/WLAN等無線 通信模塊將相應信息發送給"岸站數據采集通信機"。
[0040] 3、"岸站數據采集通信機"將收到的進出港漁船簽證信息，上報給"遠程無人值守 簽證儀"。
[0041 ] 4、"遠程無人值守簽證儀"聯合"岸站數據采集通信機"和"岸基監控"模塊收集到 的各漁船的GPS信息，判別出漁船是否合法，進行本地存儲后，再將相應簽證信息，通過3G/ 4G或以太網或WLAN等公共通信網絡，傳送給"上級漁港監督監控中心及數據庫"進行備份， 同時通過"岸站數據采集通信機"通知進出港的"漁船簽證終端"簽證是否成功。
[0042]通過雷達掃描或可見光攝像機/熱像儀的圖像識別算法，可識別到海面漁船的GPS 坐標點，具體實現方式如圖2所示。
[0043]假定以云臺為坐標原點，橫軸Y與赤道平行，縱軸X與中央經線平行，建立直角坐標 系（與高斯一克呂格平面直角坐標系平行，在高斯一克呂格坐標系中，橫軸Y為赤道，縱軸X 為中央經線，坐標原點0為中央經線與赤道的交點。）；假設雷達/可見光攝像機/熱像儀獲得 的某漁船的俯仰角和水平角分別為01?和巾1?，距離為L，且此時云臺的俯仰角和水平角分別為 04P巾 P，則可以通過式（1)計算出漁船相對云臺的坐標點(X，Y)。
[A，= Lsin(A + %)cos(^ + 0
[0044] { . P (1) I y = I sin(^. + ^)sin(0;. + (pp)
[0045] 本系統中，云臺安裝了北斗或GPS設備，可以獲取云臺的GPS坐標點，設云臺的GPS 坐標對應的高斯一克呂格平面直角坐標點為(Xp，Yp)，則可以通過公式(2)計算出該漁船的 高斯一克呂格平面直角坐標GPS點(X'，Y'）。通過相同的方式，可以得到所有覆蓋范圍內的 漁船的高斯一克呂格平面直角坐標GPS點。 \x' = XP+X
[0046] \ , ^ (2)
[7 =Yp+r
[0047] 本發明的非法漁船發現的方法為:將"岸站數據采集通信機"讀取到的所有漁船的 GPS坐標點，與此雷達/可見光攝像機/熱像儀得到的GPS坐標點進行對比，一旦發現在同樣 的區域±5m范圍內，前者無而后者有，則說明此漁船為非法漁船。
[0048]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理方法，其特征在于，所述漁港 外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理方法步驟如下： 岸站通過云臺的轉動以及雷達、可見光攝像機和熱像儀對目標的探測，計算獲得探測 區域內所有漁船的GPS坐標，根據每個漁船GPS坐標位置以及坐標的變化，判斷出該漁船的 進出港行為，當有漁船穿越虛擬進出港線時，發出目標越線報警信息，觸發簽證開始； 漁船終端處的漁船工作人員接到簽證告警后，進行拍照、掃描、輸入全部簽證信息，將 相應信息回送； 岸站將收到的進出港漁船簽證信息上傳至自動簽證儀； 自動簽證儀根據收集到漁船GPS信息，判別出漁船是否合法，進行本地存儲后，再將相 應簽證信息，通過3G/4G或以太網或WLAN公共通信網絡，發送給上級部門進行備份，同時給 漁船終端發出簽證是否成功的信息。2. 如權利要求1所述的漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理方法，其特征 在于，所述漁船的GPS坐標點獲取方法如下： 以云臺為坐標原點，橫軸Y與赤道平行，縱軸X與中央經線平行，建立直角坐標系，與高 斯一克呂格平面直角坐標系平行，在高斯一克呂格坐標系中，橫軸Y為赤道，縱軸X為中央經 線，坐標原點O為中央經線與赤道的交點；獲得的漁船的俯仰角和水平角分別為Θ4ΡΦτ，距 離為L，且此時云臺的俯仰角和水平角分別為φ ρ，則計算出漁船相對云臺的坐標點(X， Υ)：3. 如權利要求2所述的漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理方法，其特征 在于，所述云臺安裝北斗或GPS設備，獲取漁船的GPS坐標點方法如下：云臺的GPS坐標對應 的高斯一克呂格平面直角坐標點為(Χρ，Υρ)，則計算出該漁船的高斯一克呂格平面直角坐 標GPS點(X'，Υ'）；得到所有覆蓋范圍內的漁船的高斯一克呂格平面直角坐標GPS點：4. 一種如權利要求1所述的漁港外沿海停泊漁船遠程無人值守自動簽證管理方法的系 統，其特征在于，所述系統包括： 上級漁港監督監控中心及數據庫，由電子海圖和顯示系統、3G/4G或以太網或WLAN公共 通信網絡、數據處理模塊、數據保存和回放模塊及漁船數據庫組成；用于人機接口控制和對 漁船的上級管理； 遠程無人值守自動簽證儀，由電子海圖及顯示系統、3G/4G或以太網或WLAN公共通信網 絡、數據處理模塊、數據保存和回放模塊、漁船進出港資料數據庫及漁船簽證信息處理器所 組成；用于完成錄像數據的調度、漁船信息的收集和調度、非法漁船探測以及自動簽證任務 調度； 岸基監控模塊，由雷達圖像采集及目標識別系統、可見光攝像機及熱像儀的圖像采集 和目標識別系統、高精度云臺和北斗或GPS設備組成；用于完成對漁船的監控和主動探測； 岸站數據采集通信機，由數字超短波電臺、RFID通信模塊、移動公網模塊和WLAN模塊構 成，用于和漁船進行無線通信，與漁船上的簽證終端設備配合，完成簽證過程； 漁船簽證終端，由數字超短波電臺、RFID通信模塊、移動公網模塊、WLAN模塊、漁船簽證 信息掃描存儲單元、AIS模塊、北斗或GPS設備構成，用于在獲取漁船自身GPS信息的同時，和 岸站數據采集通信機進行通信，完成簽證過程。
【文檔編號】G07C9/00GK105894642SQ201610375162
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】何先燈, 孫國強, 姚和平
【申請人】大連昊洋科技發展有限公司