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高性能竞赛帆船的避障系统有可能使巡航艇的监视更加安全。

每年有数千个集装箱从船上丢失，对船员构成威胁

自从人类第一次进入大海，水手们就一直担心发生碰撞事故，而近年来，全球集装箱航运的数量大幅增加，集装箱有时会被冲到海里，还有其他各种碎片。与此同时，越来越多的水手正在探索高纬度地区，在那里他们会遇到冰山和冰山碎片。

此外，还有现代赛船和小型游艇所达到的令人瞠目结舌的速度，包括IMOCA60级和100多英尺的Ultim三体帆船，它们的速度通常分别超过30节和45节。即使是“普通”的巡航艇也比几年前航行得更快，这要归功于它们逐渐变长的水线、现代化的航行计划和改善的天气应变能力。从打破记录的选手到家庭巡航艇，这是一件好事，但如果船员在水中发现了什么东西，这也会缩短他们的反应时间。

为了解决这一问题，奥地利B** Marine开发了Oscar人工智能避障系统，该系统使用了日间和热成像**、人工智能、深度学习和机器视觉等技术，让水手们意识到航行中的危险，并给他们足够的时间来修正航向。更酷的是，一些Oscar系统可以自动控制船只的自动驾驶仪来改变航向。

在硬件方面，所有Oscar系统都由一套视觉单元组成，其中包括三个安装在桅顶上的摄像头，一个安装在甲板下的**处理单元，以及一个专用的应用程序来监视和控制设备。

视觉单元重量不到2磅，内置两个FLIR构建的Boson热成像**核心组件，以及一个彩色(红、绿、蓝或RGB)日间相机。根据型号的不同，热成像相机的水平视场范围为50到123度，垂直视场范围为32到71度。

高端系统使用更高分辨率的热成像仪，可以在更长的范围内**作。RGB相机提供120度水平视角和96度垂直覆盖。开发人员说，有了这些摄像头，Oscar可以探测并识别视频流中只有4乘4像素的物体。

在帆船上，视觉单元安装在一个铰接支架上，可以调整桅杆的旋转。该装置还有一个惯性测量装置，以电子方式稳定**的实时图像，并通过在桅杆内运行的以太网线与**处理器共享。

FLIR**相机用于Oscar在桅杆顶部的空中之眼

CPU是一种使用机器视觉算法和嵌入式人工智能来分析和检查传入视讯流以寻找危险物体的黑匣子计算机。Oscar根据相机在空间中的已知位置和方向来确定目标的位置和与船只的接近程度，并且，当可用时，它也使用地平线作为参考点。

B** Marine的联合创始人Raphael Biancale解释说:“Oscar会拍照，并与稳定器和**处理器进行同步，第二决定什么是水，什么不是。”“Oscar试图根据照片来识别物体，它通过几帧图像来确定船只周围物体的速度和方向。第二计算碰撞的概率。”

除了硬件之外，Oscar还包括一个基于Android-、iOS-和Windows友好的应用程序，它可以驻留在PC、智能手机、平板电脑上，也可以借助于系统的NMEA-2000兼容性绘图仪。该应用程序提供了一个视觉参考，描述一个目标或多个目标在一个类似雷达范围的图形屏幕上的位置，并提供类似ais的信息，包括目标的速度、方位和最近接近点的数据。此外，该应用程序可以触发船载警报，对检测到的目标发出警告。

每一套Oscar设备离开工厂时，都配备了一套经过培训的人工智能系统，该系统会使用5000万张(还在不断增加)图像数据库。这些图像的范围从普通的物体，如船只，游艇和航标到无数的海洋物种，再到马尾藻等特定的非水目标。该数据库还包括所有海况、天气状况和照明(白天和月光)场景下的图像。

Oscar利用其船载人工智能将被探测到的目标与数据库进行比较，以确定每个目标是什么以及它所构成的威胁级别。此外，B** -Marine还与一些知名的海洋竞赛队合作，这些船队会记录下他们在Oscar上拍摄的所有视频图像，并在他们上岸后与该公司分享。一旦收到，B** Marine将仔细标记、注释和汇编这些信息，并更新所有Oscar用户的图像数据库。

第二，由于其人工智能和嵌入式深度学习能力，每套Oscar系统在海上工作的时间越长，识别目标的能力也会提高。例如，Oscar知道渡轮的样子，它“学习”从不同的角度和距离、不同的海况、温度和光照条件来识别它们。

Oscar是专为高端帆船设计的，但也可以帮助人手不足的巡航人员

新发现的“知识”——很像竞赛船队收集的数据——将与其他Oscar用户共享，以帮助提高系统识别物体和最小化误报的能力。-根据Biancale介绍，竞赛队员可能每24小时就会看到一次警报，而巡航艇可能每隔几天就会收到一次触发警报。

“识别是有价值的，”Biancale说，他指出，睡觉的鲸鱼与半潜的集装箱、浮标和其他助航设备的行为不同。“你需要预测鲸鱼的去向，”他说。

一旦Oscar在视频中识别出一个目标，它的人工智能系统就开始工作。“它会寻找水中的任何扰动，”Biancale说。Oscar能探测到任何与水背景不同的东西，这是已知的。它试图检测数据库中没有的东西。不管被发现的目标是否在它的数据库中，“Oscar”的设计要么是提醒机组人员它的存在，以便他们手动确认修正航向，或者链接自动驾驶仪躲开目标。

B** Marine正在向水手们推销四种不同版本的Oscar，第一是目前在高性能远洋赛船上使用的顶级系统，包括IMOCA 60和Ultims这样的高级帆船。Oscar Custom Sailing是一款满载系统，采用了双高分辨率的heat – imaging**，目标探测范围可达3040英尺。考虑到IMOCA 60s和Ultims的运行速度规律，3040英尺的距离只需要40到60秒的预警时间，这种高端的系统可以自动控制船只的自动驾驶系统。一旦Oscar检测到目标，系统就会在一秒内完成识别和过滤工作，第二再多花2秒调整自动驾驶仪的航向，使其转向更安全的路线。

高级帆船赛的自动驾驶仪总是在计划一条规避路线，比如说如果船只遇到意外的风向转变或不规则的波浪，如果Oscar在航行提前发现新情况，这种相同的功能可以帮助该船避免碰撞颠簸，使船接近顺风航行。

Oscar A**anced 640也采用了双高分辨率FLIR内置的热成像相机，虽然视野较小，但仍可提供长达3,040英尺的目标探测范围。

Oscar A**anced 320具有与B** Marine其他Oscar系统相同的自动驾驶仪控制和日间摄像头，但它使用的是较低分辨率的FLIR摄像头。可提供长达1970英尺的探测范围，适用于50到80英尺的帆船，航行速度为10节，一艘船大约需要1分56秒才能走完这段距离。

Oscar One 320

也有对巡航帆船友好的Oscar One 320系统也供使用，Biancale说，它使用的是与其他Oscar系统相同的日间RGB相机和Oscar A**anced 320上的FLIR热成像相机，最大探测距离为1970英尺。然而，不同之处在于系统检测到目标后会发生什么。该系统不会自动改变自动驾驶仪的航向，而是发出警报并要求船长或船员通过应用程序确认目标，第二再命令自动驾驶仪更改航向。

虽然这听起来像是较小的误差范围，但重要的是要记住所涉及的速度：以7节的速度航行时，帆船需要2分46秒才能行驶1,970英尺，这对于保持适当状态的船员来说时间应该是足够的，在手机，计算机或绘图仪上响应应用程序的警报和路线更正请求。

尽管对于那些在驶往百慕大的途中躲过太平洋西北地区的枯木或残骸的人来说，Oscar的优势是显而易见的，单这套系统的成本在15,000美元左右，但是与进行认真的玻璃纤维维修工作或真的是用救生筏这样的“机会”相比，这个价格相当合理。

有人可能还会说桅杆上的桅顶摄像头和以太网线增加了高空重量，虽然并不多：摄像头和支架的重量不到2磅，而电缆的重量大约为每30英尺1.1磅。如果重量确实至关重要，可以购买更轻的绳索来补偿。

也就是说，请务必记住，Oscar是为离岸使用而设计的，而不是为了从旧金山湾到纽约或新泽西的港口。Biancale说:“Oscar能够探测到的目标数量没有限制，但是它能够逃避的目标数量是有限的。”他补充说，该系统可以同时躲避“多个”目标。

然而，需要考虑的一点是，Oscar是一个基于光学的系统，它的**遵循物理定律。例如，Oscar的日间RGB相机在阳光直射下会出现盲点。虽然这不是系统的热成像相机的问题，这些相机在浓雾或下雨时不能正常工作。

也就是说，如果你要用一艘蓝水船准备越洋航行，Oscar是很有意义的，特别是当人手不够、睡眠不足和眼睛习惯性疲劳的情况下。至于发现枯木/残骸，B**Marine的数据库包括了这些图像，让水手们可以不用**望远镜也能发现它们。

考虑到国际航运和商业的巨大规模，一些货物在运输途中丢失也就不足为奇。当然，问题是，当船只丢失货物时，它们并不是不小心掉下了一个鞋盒，比如说耐克运动鞋。相反，他们是损失了整个集装箱的货物。虽然一些幸运的拓荒者偶尔会发现被冲上岸的战利品，但如果在错误的时间和角度遇到这些漂浮的集装箱，它们有可能迅速击沉船只。虽然世界上的海洋蕴藏着大量的资源，但专家估计，每年有1400到15000个海运集装箱丢失。

B** Marine指出:“集装箱要么漂浮，要么下沉，但不会停留在浅水区，虽然这并不能免除这些航行危险——或它们对环境的影响——但这确实意味着，如果船头前方有一个集装箱，Oscar就可以探测到它。