海上风电场船舶入侵识别预警方法及系统与流程

1.本技术涉及海上风电场维护技术领域，尤其是涉及一种海上风电场船舶入侵识别预警方法及系统。


背景技术：

2.近年来，我国海上风电发展迅猛，新增装机容量连续多年位居世界第一；海上风电高速发展的同时，海上风电相关事故频发。现发生的海上风电场事故包括风机事故、海上升压站事故、施工事故、运维事故、电缆事故等。
3.导致上述事故的一部分人为因素是：海上风电场建成后，风电基础因其结构特点，成为海上鱼礁，吸引鱼群聚集。部分渔民、垂钓人员为既得利益在海上风电场附近捕鱼、垂钓，而渔船等极容易撞击基础，破坏基础油漆防护涂层；同时渔船在基础附近抛锚，使海缆容易发生锚害。然而，人工监视风电场附近海域工作量大、艰辛，且存在疏漏。
4.目前，有相关企业考虑将船舶自动识别ais技术应用于风电场附近海域的入侵预警，但是：
5.对于部分渔船而言，其存在违规关停行为，而且少许小型船舶未选择安装ais设备，依旧存在监测疏漏，因此本技术提出一种新的技术方案。


技术实现要素：

6.为了改善海上风电场的入侵管理效果，本技术提供一种海上风电场船舶入侵识别预警方法及系统。
7.第一方面，本技术提供一种海上风电场船舶入侵识别预警方法，采用如下的技术方案：
8.一种海上风电场船舶入侵识别预警方法，包括：
9.步骤一、建立监测基础，其包括：
10.配置多个集成无线通信、水域机动、实时画面采集、卫星定位及捕鱼干扰信息释放于一体的移动监测装置，并布设至指定水域；
11.于海上风电场搭建站点服务器，且建立服务器与移动监测装置之间的数据连接；
12.步骤二、建立船舶入侵响应机制，其包括：配置服务器和配置移动监测装置；其中，所述配置服务器包括：
13.接收移动监测装置上传的定位数据，并在预设的风电场电子地图上标定，产生底图；
14.基于预定义的装置监测范围，在底图上更新移动监测装置的监测区，产生巡防图；
15.基于预设的巡防调度逻辑监控巡防图，并发送机动指令控制移动监测装置调节位置；
16.接收移动监测装置上传的视频/图像数据做图像识别，得到识别结果并回传；
17.所述配置移动监测装置包括：
18.接收识别结果，若识别结果存在指定水上单位，则执行拍摄固定动作，且根据识别结果查找预设的数据库，得到水上单位的尺寸；
19.计算实时拍摄的水上单位图像的像素尺寸，并根据水上单位的尺寸求图像比例尺；
20.基于图像比例尺计算移动监测装置与水上单位的估计距离；
21.若估计距离大于预设跟随阈值，则通过服务器向指定终端发送预警信息，且控制移动监测装置接近指定水上单位，发出捕鱼干扰信息。
22.可选的，所述移动监测装置设置有通过绳索向水下投放干扰单元，且绳索设置为通过自动卷绳器控制收和放；
23.所述配置移动监测装置还包括：
24.接收时间校正指令，校对时间；其中，所述时间包括日期和24小时时刻；
25.获取当前的时间，记为条件参数；
26.基于条件参数查找预设的数据库，得到当前水域的当前活跃鱼类种群信息；
27.识别当前活跃鱼类种群信息是否存在预存的垂钓适宜鱼类或经济捕捞鱼类，如果是，则执行干扰投放流程。
28.可选的，所述执行干扰投放流程，其包括：
29.根据当前的垂钓适宜鱼类或经济捕捞鱼类查找预设的数据库，得到匹配的鱼群活跃水深数据；
30.令自动卷绳器投放干扰单元，且绳索释放长度根据鱼群活跃水深数据确定。
31.可选的，所述巡防调度逻辑，其包括：
32.判断各个移动监测装置是否主动接近水上单位，如果否，则加入监测点间距监控；所述监测点监控包括：
33.基于巡防图计算任意两个移动监测装置之间的间距；
34.若间距小于预设的优化间距，则令一个移动装置朝向远离另一个移动装置的方向移动，且越靠近巡防图中心，移动优先级越低。
35.可选的，所述配置服务器，其还包括：
36.以t1为防干涉时长；
37.若t1时长内两个及以上移动监测装置上传的视频/图像数据被识别到有指定水上单位，且特征比对相似度超过类同阈值，则执行单一跟随逻辑；
38.所述单一跟随逻辑，其包括：在后监测到指定水上单位的移动监测装置保持静默。
39.可选的，所述识别结果包括船舶型号和船首特征；
40.所述单一跟随逻辑，其包括：
41.若多个移动监测装置同时发现入侵的水上单位，则：
42.基于船首特征预估船舶航向；
43.基于移动监测装置与水上单位的估计距离预测船舶位置；
44.根据船舶位置和船舶航向预测t2时长后的侵入位置；
45.计算侵入点和监测到船舶的移动监测装置之间的实时追踪距离；
46.确定实时追踪距离最小的移动监测装置跟随当前水上单位。
47.第二方面，本技术提供一种海上风电场船舶入侵识别预警系统，采用如下的技术
方案：
48.一种海上风电场船舶入侵识别预警系统，包括：
49.移动监测装置，其集成无线通信、水域机动、实时画面采集、卫星定位及捕鱼干扰信息释放于一体，且布设于指定水域；以及，
50.服务器，与移动监测装置之间建立数据连接；
51.其中，所述服务器，配置为：
52.接收移动监测装置上传的定位数据，并在预设的风电场电子地图上标定，产生底图；
53.基于预定义的装置监测范围，在底图上更新移动监测装置的监测区，产生巡防图；
54.基于预设的巡防调度逻辑监控巡防图，并发送机动指令控制移动监测装置调节位置；
55.接收移动监测装置上传的视频/图像数据做图像识别，得到识别结果并回传；
56.所述移动监测装置配置为：
57.接收识别结果，若识别结果存在指定水上单位，则执行拍摄固定动作，且根据识别结果查找预设的数据库，得到水上单位的尺寸；
58.计算实时拍摄的水上单位图像的像素尺寸，并根据水上单位的尺寸求图像比例尺；
59.基于图像比例尺计算移动监测装置与水上单位的估计距离；
60.若估计距离大于预设跟随阈值，则控制移动监测装置接近指定水上单位，并发出捕鱼干扰信息。
61.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：以能在指定水域机动的移动监测装置布防，基于移动监测装置采集的实时画面发现入侵的水位单位；确定入侵的水上单位后，向指定终端发送预警信息，且移动监测装置跟随，抵近取证；同时还可释放捕鱼干扰信息，以引导、驱离渔船等离开风电场；由于此时由风电场一方主动对入侵的船舶发现，且无人持续监测，所以海上风电场的入侵管理效果更佳。
附图说明
62.图1是本技术的方法的主流程示意图；
63.图2是本技术的装置的主体结构示意图；
64.图3是本技术的装置的控制架构示意图；
65.图4是本技术的装置的另一结构示意图。
66.附图标记说明：1、水上平台；11、舱体；111、投放管；12、上架体；13、摄像模块；14、距离感知单元；2、干扰单元；3、投放动作模块；31、自动卷绳器；32、上气管；33、鼓风单元；34、侧气管；4、总控模块；5、太阳能电池。
具体实施方式
67.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
68.本技术实施例公开一种海上风电场船舶入侵识别预警方法。
69.参照图1，海上风电场船舶入侵识别预警方法包括：
70.步骤一、建立监测基础，其包括：
71.配置多个集成无线通信、水域机动、实时画面采集、卫星定位及捕鱼干扰信息释放于一体的移动监测装置，并布设至指定水域；
72.于海上风电场搭建站点服务器，且建立服务器与移动监测装置之间的数据连接；
73.步骤二、建立船舶入侵响应机制，其包括：配置服务器和配置移动监测装置。
74.以下对步骤一和步骤二所涉及的内容分别解释，且考虑移动监测装置的特征对方法的理解有帮助，所以首先对移动监测装置进行具体阐述。
75.关于移动监测装置，参照图2和图3，其包括：水上平台1、动力机组、干扰单元2、投放动作模块3、总控模块4以及供电模块。
76.其中，水上平台1为综合性集成平台，其壳体材质可参考浮标，具备一定抗腐蚀性，以符合海上作业需求。水上平台1采集附近规划范围(用户定义的装置监测范围)内的环境信息，产生定位数据并漂浮于指定水域作为载体；动力机组、干扰单元2、投放动作模块3、总控模块4以及供电模块均安装于水上平台1，且以供电模块进行供电。
77.使用时，由总控模块4作为装置的控制核心，与作为站点的服务器通讯连接和进行数据交互，并用作控制动力机组驱使水上平台1跟随指定水上单位，控制投放动作模块释放干扰单元2，控制干扰单元2发出捕鱼干扰信息。
78.以下对上述进行具体解释。
79.在本装置的一个实施例中，上述水上平台1包括舱体11、上架体12、摄像模块13以及定位模块。
80.其中，舱体11分上下两部分，上部分呈柱状且内部形成有安装腔体，诸如上述总控模块4等电气组成内置于腔体中，安装腔体至少有一开口，且开口密封固定舱门。舱体11的下部分呈漏斗状，空心且不与上述安装腔体连通；舱体11下部的腔体称为水仓。
81.上架体12固定于舱体11的上表面，类似于四个脚的圆凳结构且四个脚上部相互靠近。摄像模块13安装于上架体12的顶部，以获得较佳的拍摄高度，获取更大的拍摄角度。
82.需要注意的是，为了保护摄像模块13，减小水上平台1歪斜时碰坏摄像模块13的几率，以连杆环绕上架体12的顶部形成有防护圈。
83.由于本装置的使用对图像一定依赖性(后续内容阐述)，而水上平台1置于风电机组平台附近的海域中时不可避免的存在晃动，为此更佳的在上架体12的顶部安装稳定器，稳定器选用手持云台、摄像云台一类，可令摄像模块13减少拍摄抖动即可，以保证后期对图像的利用效果。
84.摄像模块13，即摄像头；在本实施例中，优选具备夜视功能，且能做180
°
周向转动的型号。夜视功能用以满足24小时监控需求，180
°
可转向则是为了减小水上平台1的旋转需求，使摄像转动满足周向监测。摄像模块13连接于总控模块4。
85.可以理解的是，本装置在海域使用时并非单独使用，而是多个配合形成大区域监测区，实际不一定持续令摄像头周向转动，更多的是在目标拍摄时角度。
86.上述的定位模块，即北斗、gps定位模块，其主体内置于舱体11的上部，若配置天线则天线置于舱体11顶部。定位模块连接于总控模块4。
87.在本技术的一个实施例中，上述水仓以密封结构划分出设备区和其他区域，上述投放动作模块3包括自动卷绳器和仓内压平衡机构。
88.其中，自动卷绳器31连接于总控模块4，可以是电动绳盘，且其电机内置于设备区，而绳盘结构位于水仓的顶部，靠近舱体11的中心轴线。干扰单元2捆绑固定于自动卷绳器31的绳头自由端，利用重力下落，利用自动卷绳器31收卷动作收起，以实现干扰单元2的收起和释放动作。
89.在本技术的一个实施例中，上述干扰单元2包括柱状体和嵌设安装于柱状体上声/光干扰器，其中，声/光干扰器连接于总控模块4，可以是诸如灯具或声波发生器(探头，主体则内置舱体11)。在舱体11的底部中心成型有投放管111，投放管111的上端连通于舱体11的水仓。柱状体适配投放管111的管内径，使用时，脱离投放管111入水。声/光干扰器的导线捆绑、编织、内嵌于自动卷绳器31的牵引绳中。
90.为了回收干扰单元2时对其做引导，投放管111的下端沿设置为向外扩呈喇叭状，以利用外扩斜边以引导干扰单元2。
91.参照图4，在本技术的一个实施例中，上述仓内压平衡机构包括：
92.上气管32，其至少为两个且均穿设舱体11的上部，下端伸入水仓；
93.鼓风单元33，其固定于舱体11的顶部；若隐藏于舱体11中安装，则其出风端口管道向上穿出舱体11的顶面再弯折向下；
94.侧气管34，其穿设舱体11的侧部且一端连通水仓，一端向下入水。
95.假定上气管32为两个，则一个上气管32的上端安装有单向阀，另一上气管32的上端安装电磁阀后，再与鼓风单元33的送气端口连通。
96.上述鼓风单元33和电磁阀分别连接于总控模块4。
97.上述侧气管34为多个，环绕舱体11的下部均匀分布设置，侧气管34同样安装有电磁阀；电磁阀同样连接于总控模块4受控。
98.对于本技术而言，仓内压平衡机构为配合其他组成元素具备多个特点，以下结合使用过程说明：
99.1)、当需要进行干扰作业，自动卷绳器31松开牵引绳，干扰单元2在重力的作用下顺着投放管111下落脱离舱体11，直到达到指定深度停止。之后总控模块4控制干扰单元2工作即可释放干扰信息对海域中的鱼群做干扰。
100.需要注意的是，下垂的干扰单元2入水后受海水流向影响晃动，会对装置主体的稳定造成干扰，由此总控模块4：令鼓风单元33一路的电磁阀打开，并开启侧气管34的电磁阀，以令海水灌入水仓中；利用海水对舱体11配重，减小下垂的干扰单元2带来的重心偏移影响，增强稳定性。
101.2)、当不再需要进行干扰作业，自动卷绳器31收起牵引绳，拉动干扰单元2收回投放管111，且下端停滞于投放管111的上端口内。
102.需要注意的是，在回收干扰单元2时，除了干扰单元2需要停止工作外；还需要将舱体11的水仓排空，具体地：总控模块4控制鼓风单元33向水仓内送气，利用空气将海水从投放管111或侧气管34排出。
103.当干扰单元2回到待机静止后，侧气管34的电磁阀关闭，同时另一个上气管32的电磁阀开启，此模式的作用时，鼓风单元33不断的向水仓送气，气体再从前述的上气管32排出，流动的空气能起到对水仓风干，以此延长本装置的使用寿命。
104.可以理解的是，风干行为的何时停止可以是定时控制，也可以配置湿度传感器检
测确定。当风干行为结束，则侧气管34和上气管32的电磁阀关闭。为保证水仓的干燥性，干扰单元2的柱状体下端以有密封圈为佳。
105.在本技术的一个实施例中，本装置的供电模块包括蓄电池和太阳能电池5，其中蓄电池内置于舱体11中，为主供电单位；太阳能电池5为多个，环绕上架体12固定，且以配套的控制器连接于蓄电池，以利用太阳能为蓄电池充电，提高本装置的续航能力。
106.可以理解的是，蓄电池除了人工定期充电外，基于当前无线充电技术背景，还可通过在风电场海域建立无线充电站实现。
107.在本技术的一个实施例中，动力机组可选择当前无人船相同的电动螺旋桨组成；动力机组连接于总控模块4，以进行水上平台1的移动控制。
108.需要注意的是，为了更符合本装置对水上单位的跟随、监测需求，动力机组的转向不再使用传统的船舵实现，而是通过对称的两组电动螺旋桨实现，两螺旋桨非正对模式，而是俯视呈八字状或平行，以利用两组螺旋桨的差速实现快速变向。
109.在本技术的一个实施例中，总控模块4(即，集成有处理器、存储器、转换电路、驱动控制器等单元的控制电路板)通过配置的通讯单元(gprs等)与服务器进行数据交互；同时，服务器通过通讯设施与与建立的岸基总控中心的终端机建立连接，以实现入侵预警和岸基监管功能。
110.摄像模块13采集的指定水域的视频/图像传输至服务器，由服务器做图像识别，得到识别结果。此处的识别主要指船舶识别，诸如基于yolov3和sort的海上船舶目标分类检测，使用时服务器加载对应软体即可。
111.在本技术中，总控模块4配置为：
112.1)、接收服务器对摄像模块13采集数据的识别结果。
113.其中，识别结果包括图像中存在的元素特征种类、船舶特征的类别、特征的完整度。
114.2)、若识别结果存在指定水上单位，则摄像模块13拍摄固定，且根据识别结果查找预设的数据库，得到水上单位的尺寸；
115.关于指定水上单位：在本技术中指定为船舶。
116.关于拍摄固定：已知任一图像均有中心，令图像中的船舶特征元素始终处于图像中心即为拍摄固定。实施手段可以是：特征在图像中偏右，则摄像头以最小旋转量向右调节一次，连续多次调节直到条件符合。
117.关于数据库：该数据库存有各类船舶与匹配的实际尺寸数据，尺寸数据至少包括船的长度、宽度或高度。
118.3)、计算实时拍摄的水上单位图像的像素尺寸，并根据水上单位的尺寸求图像比例尺。
119.已知的，图像识别的一个要点在于目标特征的轮廓标定、提取；同时，图像中任一位置有对应的像素坐标，由此，可得水上单位的像素尺寸。
120.假定：目标船舶为a型渔船，数据库查找得到实际尺寸为船长100m，而像素尺寸为特征轮廓像素长100p，则图像比例尺为1m/p。
121.4)、基于图像比例尺计算水上平台1与水上单位的估计距离。
122.可以理解的是，在拍摄镜头不变的情况下，从300m的位置拍摄一条a型船和从100m
的位置拍摄一条a型船所得图像中，船舶特征的尺寸是不同的，分别对应有一个图像比例尺。
123.由此，基于3)求得的图像比例尺查找数据库中验证所得的比例尺-间距关系表，即可得到在水上平台1与水上单位的估计距离。
124.需要注意的是，若摄像模块为可变焦，在上述过程中需要加入拍摄参数的变化做校正，例如：拍摄时放大了20倍，则比例尺对应加入该参数。
125.5)、若估计距离大于预设跟随阈值，则控制动力机组驱使水上平台接近指定水上单位。
126.在本实施例中，跟随阈值以20m-35m为佳，即起到有效跟随，保障取证和干扰实施的安全性，又可在一定程度上防止捕钓人员蓄意损坏设备。
127.在本装置的一个实施例中，考虑到当水上平台1接近船舶至一定距离时存在无法在图像中全展示完整船舶轮廓，为此做以下设置：
128.水上平台1还包括距离感知单元14，距离感知单元14可选择超声波传感器、激光测距传感器一类，其固定于摄像模块13上(镜头旁侧、顶部)，以借助上述的拍摄跟随功能保证朝向船舶。距离感知单元14连接于总控模块4。
129.对应的，总控模块4配置为：
130.1)、若识别结果判定为非完整水上单位，则唤醒距离感知单元并接收距离感知单元反馈的距离检测值，且中止图像比例尺计算。
131.可以理解的是，为了节能，在电子设备中常采用休眠待机这一方式；本装置因为非拖曳电缆供电，所以相对有必要做休眠设计，以延长本装置的续航能力。
132.2)、若距离检测值大于预设跟随阈值，则控制动力机组驱使水上平台1接近指定水上单位。
133.3)、若距离检测值小于风险阈值，则控制动力机组驱使水上平台1远离指定水上单位。
134.风险阈值，在本实施例中指的是碰撞风险阈值，可以是5m，而非0，毕竟水上平台1变向制动需要缓冲距离。
135.根据上述设置，本装置在拍摄的图像不足以囊括整个船舶轮廓时，自动采用近距离适用的距离感知单元14实现跟随功能。
136.在本方法的一个实施例中，基于上述移动监测装置的特征，步骤二中的配置服务器，其包括：
137.1)、接收移动监测装置上传的定位数据，并在预设的风电场电子地图上标定，产生底图。
138.可以理解的是，地图即为点阵分布的电子地图，各个移动监测装置以点的形式标定于底图上，且随着移动监测装置的位置变迁，电子地图上的点位置对应发生变化。
139.2)、基于预定义的装置监测范围，在底图上更新移动监测装置的监测区，产生巡防图。
140.基于前述的移动监测装置特征可知，其以摄像头采集环境信息，理论上摄像头可拍摄极远的目标，然而，任意目标在超出一定范围后，相对模糊，采集的图像难以用作后续的水位单位识别，因此需要用户根据厂家提供的建议，选择一个适中的稳定拍摄范围，即监
测范围。
141.3)、基于预设的巡防调度逻辑监控巡防图，并发送机动指令控制移动监测装置调节位置。
142.关于巡防调度逻辑，其包括：
143.判断各个移动监测装置是否主动接近水上单位，如果是，则结束；如果否，则加入监测点间距监控；其中，监测点监控包括：
144.基于巡防图计算任意两个移动监测装置之间的间距，即电子地图上的任意两标记点间距计算；
145.若间距小于用户预设的优化间距，则令一个移动装置朝向远离另一个移动装置的方向移动，直到间距超出优化间距，且越靠近巡防图中心，移动优先级越低。
146.上述巡防调度逻辑的设置，可以避免移动监测装置漂浮于海面时，受风浪、洋流作用影响相互过于靠近，影响风电场整体布防效果；而上述的优先级设置，则是实现：当两个移动监测装置认定为间距小于优化间距，令更靠近布防图中心的移动监测装置静默，另一个更外围的进行机动，远离。
147.该机动优选方式，主要是为了避免内侧的移动监测装置机动后，连锁带动过多的其他移动监测装置调节位置。
148.需要注意的是，对于任意一个移动监测装置，工作人员均应该划定出最大机动边界，以防止移动监测装置离充电站点过远而失电丢失。同理的，在风暴等恶劣天气下，可设置为发送回归站点指令，统一移动至安全区规避丢失的风险。
149.4)、接收移动监测装置上传的视频/图像数据做图像识别，得到识别结果并回传。
150.对应的，步骤二中的配置移动监测装置，其包括：
151.1)、接收识别结果，若识别结果存在指定水上单位，则执行拍摄固定动作，且根据识别结果查找预设的数据库，得到水上单位的尺寸。
152.2)、计算实时拍摄的水上单位图像的像素尺寸，并根据水上单位的尺寸求图像比例尺；
153.3)、基于图像比例尺计算移动监测装置与水上单位的估计距离；
154.4)、若估计距离大于预设跟随阈值，则通过服务器向指定终端发送预警信息，且控制移动监测装置接近指定水上单位，发出捕鱼干扰信息。
155.上述内容在移动监测装置中已经阐述，因此不再赘述。
156.在本技术的一个实施例中，对于干扰单元2的投放并非是移动监测装置靠近水上单位至指定某一预设距离后即开始，而是将移动监测装置配置为：
157.接收(用户输入)时间校正指令，校对时间；其中，时间包括日期和24小时时刻；
158.获取当前的时间，记为条件参数；
159.基于条件参数查找预设的数据库，得到当前水域的当前活跃鱼类种群信息；
160.识别当前活跃鱼类种群信息是否存在预存的垂钓适宜鱼类或经济捕捞鱼类，如果是，则执行干扰投放流程；如果否，则不做干扰行为。
161.已知的，对于鱼群而言，其习性不同，生活的海域存在差异；尤其是迁移性鱼群，其并非固定于某一区域，而渔船、垂钓人士之所以前往风电场都是为了捕捉对应的鱼类。通过上述内容，可以在当前的海域评估认为不适合捕鱼、垂钓时，只是做抵接取证，而非盲目的
进行干扰，从而减少能耗。
162.关于上述干扰投放流程，具体地：
163.根据当前的垂钓适宜鱼类或经济捕捞鱼类查找预设的数据库，得到匹配的鱼群活跃水深数据；
164.令自动卷绳器31投放干扰单元2，且绳索释放长度根据鱼群活跃水深数据确定，诸如：鱼群活跃水深在10-15m，则干扰单元2的投放深度为12m；具体投放方案预存于装置的存储单元等待调用。
165.对于自动卷绳器31而言，已知其由电机驱动，因此通过对电机做转动量控制即可控制下放绳索的长度。根据鱼群的生活水层位置，定向的释放干扰单元2，可以有效提高干扰效果。
166.在本技术的一个实施例中，本方法还考虑多个移动监测装置先后、同时发现入侵船舶造成的影响，具体地：对服务器配置，令其：
167.以t1为防干涉时长；其中，t1可以是10min；
168.若t1时长内两个及以上移动监测装置上传的视频/图像数据被识别到有指定水上单位，且特征比对相似度超过预设的类同阈值，则执行单一跟随逻辑。
169.上述特征比对即为图像对比，但并非指原图比对，而是指：对图像识别过程中提取的船舶进行对比，如：轮廓比对。
170.上述单一跟随逻辑，其包括：在后监测到指定水上单位的移动监测装置保持静默。
171.根据上述内容，可以防止多个移动监测装置重复跟随水上单位，造成过大监测漏洞和资源浪费的问题。
172.上述针对的其实是先、后发现了同一入侵船舶，而当两个移动监测装置同时发现了入侵的水上单位，则：
173.1)、基于船首特征(识别结果中的一种)预估船舶航向。
174.2)、基于移动监测装置与水上单位的估计距离预测船舶位置；
175.上述即，移动监测装置的位置+估计距离+当前摄像朝向，预估得到船舶位置。
176.3)、根据船舶位置和船舶航向预测t2时长(如：5min)后的侵入位置；
177.上述即，船舶位置+观测得到的单位时间变化量*t2+船舶航向，预估得到入侵位置。
178.4)、计算侵入点和监测到船舶的移动监测装置之间的实时追踪距离。
179.5)、确定实时追踪距离最小的移动监测装置跟随当前水上单位。
180.根据上述设置，一方面可避免多个移动监测装置同时跟随目标船舶，另一方面，优化机动距离，可减少移动监测装置的能耗。
181.本技术实施例还公开一种海上风电场船舶入侵识别预警系统。
182.海上风电场船舶入侵识别预警系统，包括：移动监测装置和服务器。
183.关于移动监测装置、服务器的设置及效果已经在方法的实施例中阐述，因此不再赘述。
184.综上所述，本技术可以：
185.1、以移动监测装置为水上监测单位，布防于海上风电机组四周；
186.2、以移动监测装置实时采集海面上的画面，为利用图像识别技术发现入侵船舶提
供基础数据；
187.3、发现，确定入侵船舶后，令移动监测装置进行跟随，取证，而且在当前海域的鱼群信息分析存在捕捞、垂钓价值后，向水下投放干扰单元2产生捕鱼干扰信息；
188.4、干扰单元2的投放根据鱼群栖息信息等定向投放，提高干扰效果。
189.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种海上风电场船舶入侵识别预警方法，其特征在于，包括：步骤一、建立监测基础，其包括：配置多个集成无线通信、水域机动、实时画面采集、卫星定位及捕鱼干扰信息释放于一体的移动监测装置，并布设至指定水域；于海上风电场搭建站点服务器，且建立服务器与移动监测装置之间的数据连接；步骤二、建立船舶入侵响应机制，其包括：配置服务器和配置移动监测装置；其中，所述配置服务器包括：接收移动监测装置上传的定位数据，并在预设的风电场电子地图上标定，产生底图；基于预定义的装置监测范围，在底图上更新移动监测装置的监测区，产生巡防图；基于预设的巡防调度逻辑监控巡防图，并发送机动指令控制移动监测装置调节位置；接收移动监测装置上传的视频/图像数据做图像识别，得到识别结果并回传；所述配置移动监测装置包括：接收识别结果，若识别结果存在指定水上单位，则执行拍摄固定动作，且根据识别结果查找预设的数据库，得到水上单位的尺寸；计算实时拍摄的水上单位图像的像素尺寸，并根据水上单位的尺寸求图像比例尺；基于图像比例尺计算移动监测装置与水上单位的估计距离；若估计距离大于预设跟随阈值，则通过服务器向指定终端发送预警信息，且控制移动监测装置接近指定水上单位，发出捕鱼干扰信息。2.根据权利要求1所述的海上风电场船舶入侵识别预警方法，其特征在于：所述移动监测装置设置有通过绳索向水下投放干扰单元(2)，且绳索设置为通过自动卷绳器(31)控制收和放；所述配置移动监测装置还包括：接收时间校正指令，校对时间；其中，所述时间包括日期和24小时时刻；获取当前的时间，记为条件参数；基于条件参数查找预设的数据库，得到当前水域的当前活跃鱼类种群信息；识别当前活跃鱼类种群信息是否存在预存的垂钓适宜鱼类或经济捕捞鱼类，如果是，则执行干扰投放流程。3.根据权利要求2所述的海上风电场船舶入侵识别预警方法，其特征在于，所述执行干扰投放流程，其包括：根据当前的垂钓适宜鱼类或经济捕捞鱼类查找预设的数据库，得到匹配的鱼群活跃水深数据；令自动卷绳器(31)投放干扰单元(2)，且绳索释放长度根据鱼群活跃水深数据确定。4.根据权利要求1所述的海上风电场船舶入侵识别预警方法，其特征在于，所述巡防调度逻辑，其包括：判断各个移动监测装置是否主动接近水上单位，如果否，则加入监测点间距监控；所述监测点监控包括：基于巡防图计算任意两个移动监测装置之间的间距；若间距小于预设的优化间距，则令一个移动装置朝向远离另一个移动装置的方向移动，且越靠近巡防图中心，移动优先级越低。
5.根据权利要求1所述的海上风电场船舶入侵识别预警方法，其特征在于，所述配置服务器，其还包括：以t1为防干涉时长；若t1时长内两个及以上移动监测装置上传的视频/图像数据被识别到有指定水上单位，且特征比对相似度超过类同阈值，则执行单一跟随逻辑；所述单一跟随逻辑，其包括：在后监测到指定水上单位的移动监测装置保持静默。6.根据权利要求5所述的海上风电场船舶入侵识别预警方法，其特征在于：所述识别结果包括船舶型号和船首特征；所述单一跟随逻辑，其包括：若多个移动监测装置同时发现入侵的水上单位，则：基于船首特征预估船舶航向；基于移动监测装置与水上单位的估计距离预测船舶位置；根据船舶位置和船舶航向预测t2时长后的侵入位置；计算侵入点和监测到船舶的移动监测装置之间的实时追踪距离；确定实时追踪距离最小的移动监测装置跟随当前水上单位。7.一种海上风电场船舶入侵识别预警系统，其特征在于，包括：移动监测装置，其集成无线通信、水域机动、实时画面采集、卫星定位及捕鱼干扰信息释放于一体，且布设于指定水域；以及，服务器，与移动监测装置之间建立数据连接；其中，所述服务器，配置为：接收移动监测装置上传的定位数据，并在预设的风电场电子地图上标定，产生底图；基于预定义的装置监测范围，在底图上更新移动监测装置的监测区，产生巡防图；基于预设的巡防调度逻辑监控巡防图，并发送机动指令控制移动监测装置调节位置；接收移动监测装置上传的视频/图像数据做图像识别，得到识别结果并回传；所述移动监测装置配置为：接收识别结果，若识别结果存在指定水上单位，则执行拍摄固定动作，且根据识别结果查找预设的数据库，得到水上单位的尺寸；计算实时拍摄的水上单位图像的像素尺寸，并根据水上单位的尺寸求图像比例尺；基于图像比例尺计算移动监测装置与水上单位的估计距离；若估计距离大于预设跟随阈值，则控制移动监测装置接近指定水上单位，并发出捕鱼干扰信息。

技术总结
本发明公开了一种海上风电场船舶入侵识别预警方法及系统，其方法包括：配置服务器和配置可在指定水域机动的移动监测装置；配置服务器包括：接收移动监测装置上传的视频/图像数据做图像识别，得到识别结果并回传；配置移动监测装置包括：若识别结果存在指定水上单位，则执行拍摄固定动作，且根据识别结果查找预设的数据库，得到水上单位的尺寸；计算实时拍摄的水上单位图像的像素尺寸，求图像比例尺；基于图像比例尺计算移动监测装置与水上单位的估计距离；若估计距离大于预设跟随阈值，则通过服务器向指定终端发送预警信息，且控制移动监测装置接近指定水上单位，发出捕鱼干扰信息。本申请可以帮助工作人员改善海上风电场的入侵管理效果。的入侵管理效果。的入侵管理效果。


技术研发人员：刘达荣 陈熙韵 邓汝侃 贺照伟 陈怡 杨克须 黄璐璐 张为科 王斯皓 陆俊榕 孙健凯
受保护的技术使用者：广东邦鑫数据科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/5/26