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申请/专利权人：科大国创软件股份有限公司

摘要：本发明公开了一种基于数字孪生的水上交通违法行为监测系统，包括数据采集端,服务器端,操作人员端以及后台控制端,所述数据采集端包括智能终端设备,所述数据采集端将采集的数据传输至所述服务器端,所述服务器端与所述后台控制端和所述操作人员端连接；所述服务器端通过所述数据采集端通过雷达、视频、AIS采集航道上运行船舶的船舶名称、航向、航速、吃水深度等特征数据，融合电子海图及数字孪生技术搭建实时航道运行虚拟模块，可展示船舶运行轨迹，融合AIS数据及视频数据可实时监测船舶AIS开启状态、船舶实际名称，融合雷达数据及AIS数据可获得船舶与航道风险建筑物距离，进行违法行为判断与主动预警。

主权项：1.一种基于数字孪生的水上交通违法行为监测系统，其特征在于：所述监测系统包括基于激光雷达和视觉SLAM技术的船舶实时监测建模模块、基于电子海图的数字孪生模块、船舶涉嫌违法行为识别模块、监测预警模块；所述船舶实时监测建模模块包括设置在航道两侧固定漂浮在航道边界线的六组相机、航道上方建筑物侧边安装的两组顶置相机（4）以及一组居中布置的激光雷达（5）；其中，航道一侧边界线上固定设置的三组相机与航道上方建筑物侧边设置的一组相机处于同一平面内；所述数字孪生模块依托搭建完成的电子海图构建基于实时变化的数字孪生航道模块，在数字孪生航道模块中可实时展示天气信息、水文信息、航道建筑物信息及船舶信息；所述船舶涉嫌违法行为识别模块融合AIS数据与实时视频数据针对于船舶AIS是否开启、船舶名称覆盖的违法行为识别，融合激光雷达数据及AIS数据针对船舶偏航、逆行和撞击桥墩的违法行为识别；所述监测预警模块为操作人员和监测系统通过甚高频VHF无线电向违法行为船舶进行语音播报其违法行为；所述数字孪生模块用于对航道中的船只进行实时监测建模后，再映射到数字孪生航道模块，具体包括以下步骤：步骤1-1：通过电子海图搭建航道静态模型，并进行数字化转换实现航道的静态数字孪生；步骤1-2：融合航道天气信息、水文信息、船舶动态数据，并进行数字化转换实现航道的动态数字孪生；步骤1-3：将静态数字孪生数据与动态数字孪生数据结合，生成整个航道内的数字孪生，为船舶涉嫌违法行为识别模块及监测预警模块做数据支持；其中动态数字孪生数据通过船舶实时监测建模模块获得；所述动态数字孪生通过船舶实时监测建模模块获得建模数据，包括以下步骤：步骤3-1：对相机和激光雷达（5）进行联合标定，相机与激光雷达（5）的点云数据进行原始数据的融合，使得相机与激光雷达（5）共视的点有颜色和深度信息；步骤3-2：利用相机获取的图像、激光雷达（5）获取的点云信息对可检测环境进行还原；激光雷达（5）的信息恢复空间尺度，利用图像对可见到的区域进行重建，对其余区域进行推理；步骤3-3：激光雷达（5）的点云进行目标识别，利用yolov9算法对相机图像进行目标识别，对识别出的物体结果进行IOU配准，对于识别出的物体，种类以视觉检测为准，位置信息以激光雷达（5）为准；步骤3-4：得到场景周边的空间场景地图。

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