一种少人化船舶机舱智能管控系统及方法与流程

本发明属于船舶智能管理，具体涉及一种少人化船舶机舱智能管控系统及方法。

背景技术：

1、在船舶上，机舱作为船舶推进主机、辅机所在的舱室，一直都是船舶上最复杂、最重要的舱室之一，同时机舱内的主机、辅机、配套的滑油、水、汽等系统多，工作环境比较恶劣、需要人员配置比较多、需要巡检频次高的舱室。当前，大型船舶机舱智能化技术发展迅速，但主要研究还是对机舱内主推进相关设备与系统的运行状态监测、主推进设备故障诊断及健康管理技术研究，对于机舱内作业人员、机舱整体运行状态的管理缺乏相关研究。同时机舱也存在高温、高湿、高噪声、高温蒸汽泄漏、滑油泄漏等恶劣环境，采用先进的智能技术，提高机舱管控效能、减少机舱运行维护人员需求是船舶机舱技术发展趋势。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种少人化船舶机舱智能管控系统，包括红外成像信息采集终端、场景图像信息采集终端、人员图像信息采集终端、智能管控机柜、机舱场景异物识别控制器模块、人员管控控制器模块、机舱温度识别及报警控制器模块、机舱三维融合场景控制器模块、机舱智能管控台、信息采集终端信号线缆、网络线缆；

2、基于智能化的图像采集、环境状态采集、图像处理及人工智能识别技术，对机舱当前系统运行、运维人员、设备状态等态势信息进行采集，将人脸识别、人体作业姿态识别、人员轨迹跟踪、机舱异物识别、温度监测及报警、重要设备状态和舱室三维融合场景智能化识别、处理及计算功能进行集成和融合，实现机舱内安全管控的智能化和可视化。

3、进一步的，红外成像信息采集终端主要用于采用红外热成像技术，探测机舱内管道、压力容器等设备表面目标红外辐射，并通过光电转换、信号处理手段，将目标物体温度分布图像转换成视频图像；采集终端能够穿透烟雾、蒸汽等恶劣环境，具有高探测度；

4、场景图像信息采集终端主要用于采集机舱现场图像信息，具备对机舱重要区域进行图像全局监视；可灵活选择全局画面中的关键细节，在全景画面单点或者框选某个目标，驱动球机对该目标进行细节监视；

5、人员图像信息采集终端主要选用工业级图像识别用摄像单元，采集目标物及其周围的视频图像信息，编码压缩为数字视频信号后传输分析和处理。

6、进一步的，智能管控机柜主要是用于机舱温度场、设备图像、人员图像的分布式处理、计算、分析，三维场景可视化处理，输出数据到机舱智能管控台。

7、进一步的，机舱场景异物识别控制器模块用于处理场景图像信息采集终端采集的机舱图像信息，进行图像检测、识别和对比，通过与基准场景画面对比分析，识别场景中的异物类型及其位置。

8、进一步的，人员管控控制器模块用于处理人员图像信息采集终端采集的机舱人员面部、动作、位置图像，进行图像检测、识别和对比，识别人员身份、移动路径、作业姿态。

9、进一步的，机舱温度识别及报警控制器模块用于处理人员1红外成像信息采集终端采集的温度信息、温度分布图像，识别出温度异常温度异常部位，进行高温蒸汽泄漏、高温水泄漏预警。

10、进一步的，机舱三维融合场景控制器模块用于将机舱场景异物识别控制器模块、人员管控控制器模块、机舱温度识别及报警控制器模块处理的信息，以三维可视化手段在机舱三维场景进行人员、异物、红外检测的特定设备报警可视化显示。

11、进一步的，机舱智能管控台用于机舱异物识别、人员管控、温度识别、三维场景的人机界面显示、信息管理。

12、上述少人化船舶机舱智能管控系统方法，包括：

13、信息采集层，通过系统信息采集终端采集船舶机舱温度、图像信息，为后续各控制器模块提供信息资源；

14、图像识别、计算、信息处理层，通过训练好图像识别模型，通过串联或并联方式对前端采集图像进行图像识别、计算、处理，并将结果通过事件机制或直接将识别结果的图片和视频以文件形式发送给显示、报警、管理层；

15、显示、报警、管理层，根据图像识别、计算、信息处理层推送的各种识别、计算结果，进行机舱异物识别、人员管控、温度识别、三维场景的人机界面显示、信息管理；

16、迭代优化层，根据机舱新数据样本收集，进行数据的处理、模型优化、参数训练优化，进而优化整个智能管控系统效能。

17、进一步的，在机舱图像识别模型方法中，通过图像识别出机舱中的人员、异物及温度场，使用卷积神经网络对人员、异物及温度数据集训练并提取特征，增加网络对图像特征遗失和障碍鲁棒性。然后计算相邻图像帧之间的匹配程度，为每个对象分配追踪编码。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、本发明基于智能化的图像采集、环境状态采集、图像处理及人工智能识别等技术，对机舱当前系统运行、运维人员、设备状态等态势信息进行采集，将人脸识别、人体作业姿态识别、人员轨迹跟踪、机舱异物识别、温度监测及报警、重要设备状态和舱室三维融合场景等智能化识别、处理及计算功能进行集成和融合，实现机舱内安全管控的智能化和可视化；为实现机舱安全运行、系统减员增效提供支撑。

技术特征：

1.一种少人化船舶机舱智能管控系统，其特征在于：包括红外成像信息采集终端、场景图像信息采集终端、人员图像信息采集终端、智能管控机柜、机舱场景异物识别控制器模块、人员管控控制器模块、机舱温度识别及报警控制器模块、机舱三维融合场景控制器模块、机舱智能管控台、信息采集终端信号线缆、网络线缆；

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：红外成像信息采集终端主要用于采用红外热成像技术，探测机舱内管道、压力容器等设备表面目标红外辐射，并通过光电转换、信号处理手段，将目标物体温度分布图像转换成视频图像；采集终端能够穿透烟雾、蒸汽等恶劣环境，具有高探测度；

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：智能管控机柜主要是用于机舱温度场、设备图像、人员图像的分布式处理、计算、分析，三维场景可视化处理，输出数据到机舱智能管控台。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：机舱场景异物识别控制器模块用于处理场景图像信息采集终端采集的机舱图像信息，进行图像检测、识别和对比，通过与基准场景画面对比分析，识别场景中的异物类型及其位置。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：人员管控控制器模块用于处理人员图像信息采集终端采集的机舱人员面部、动作、位置图像，进行图像检测、识别和对比，识别人员身份、移动路径、作业姿态。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：机舱温度识别及报警控制器模块用于处理人员1红外成像信息采集终端采集的温度信息、温度分布图像，识别出温度异常温度异常部位，进行高温蒸汽泄漏、高温水泄漏预警。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于：机舱三维融合场景控制器模块用于将机舱场景异物识别控制器模块、人员管控控制器模块、机舱温度识别及报警控制器模块处理的信息，以三维可视化手段在机舱三维场景进行人员、异物、红外检测的特定设备报警可视化显示。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于：机舱智能管控台用于机舱异物识别、人员管控、温度识别、三维场景的人机界面显示、信息管理。

9.如权利要求1-8任意一项所述少人化船舶机舱智能管控系统方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：在机舱图像识别模型方法中，通过图像识别出机舱中的人员、异物及温度场，使用卷积神经网络对人员、异物及温度数据集训练并提取特征，增加网络对图像特征遗失和障碍鲁棒性。然后计算相邻图像帧之间的匹配程度，为每个对象分配追踪编码。

技术总结
本发明提出了一种少人化船舶机舱智能管控系统及方法，基于智能化的图像采集、环境状态采集、图像处理及人工智能识别等技术，对机舱当前系统运行、运维人员、设备状态等态势信息进行采集，将人脸识别、人体作业姿态识别、人员轨迹跟踪、机舱异物识别、温度监测及报警、重要设备状态和舱室三维融合场景等智能化识别、处理及计算功能进行集成和融合，实现机舱内安全管控的智能化和可视化。为实现机舱安全运行、系统减员增效提供支撑。

技术研发人员：余昆,黄杰,赵永松,可寅,吴佳丽
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：
技术公布日：2025/3/3