[發(fā)明專利]基于三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610056384.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105741234B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 李垣江;黃亞萍
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

一種基于三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)，其特征在于：所述基于三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)包括無人艇視頻圖像全景環(huán)視系統(tǒng)及自動錨泊避碰系統(tǒng)；所述無人艇視頻圖像全景環(huán)視系統(tǒng)包括實時采集無人艇環(huán)境視頻信息的至少四個安裝于無人艇上的攝像機、實時采集攝像機視頻信息的采集卡、與視頻采集卡連接的DSP中央控制模塊、安裝在無人艇四個方向上用于無人艇避碰的毫米波測距雷達，所述的無人艇視頻圖像全景環(huán)視系統(tǒng)包括視頻校正模塊和基于非局部Tetrolet變換的多視頻融合拼接模塊。通過本發(fā)明三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)能夠實現(xiàn)廣闊的視角監(jiān)控，為監(jiān)控周圍環(huán)境提供了方便。

技術領域

本發(fā)明涉及自動控制領域，尤其涉及一種基于三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)。

背景技術

隨著經濟和社會的發(fā)展，無人艇技術運用在軍事產業(yè)的諸多方面，然而視覺信息是實現(xiàn)環(huán)境感知與監(jiān)控、系統(tǒng)智能的主要技術手段，與傳統(tǒng)視覺環(huán)境感知系統(tǒng)視場較小不同，全景視覺能夠實現(xiàn)水平方向360度，垂直方向240度范圍內的大視場監(jiān)控，其廣闊的視角為監(jiān)控周圍環(huán)境提供了方便。同時，集成二維地圖等空間位置信息的視頻系統(tǒng)解決方案正逐步走向成熟。與傳統(tǒng)的單純獲取監(jiān)控目標的實時音頻、視頻信息的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，繼承了三維空間信息的三維視頻監(jiān)控系統(tǒng)在增強用戶空間意識、輔助用戶應急決策等方面將發(fā)揮更大的作用。

因此，實有必要提供一種基于三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，本發(fā)明的一個方面提供一種基于三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)，所述基于三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)包括無人艇視頻圖像全景環(huán)視系統(tǒng)、自動錨泊避碰系統(tǒng)；所述無人艇視頻圖像全景環(huán)視系統(tǒng)包括實時采集無人艇周圍環(huán)境視頻信息的至少四個安裝于無人艇上的攝像機、實時采集攝像機視頻信息的采集卡、與視頻采集卡連接的DSP控制器、安裝在無人艇四個方向上用于無人艇避碰的毫米波測距雷達，所述的無人艇視頻圖像全景環(huán)視系統(tǒng)包括視頻校正模塊和基于非局部Tetrolet變換的多視頻融合拼接模塊。

進一步地，所述攝像機為魚眼攝像機。

進一步地，所述預設參數(shù)為基于能量關聯(lián)度的無人艇避碰區(qū)域范圍及風模型的初始參數(shù)。

進一步地，預先在DSP控制器中設定無人艇避碰區(qū)域，通過采集安裝在無人艇前、后、左、右四個方向上的毫米波測距雷達信息，基于能量關聯(lián)度判斷無人艇是否可進行安全錨泊；若在無人艇避碰區(qū)域內，毫米波測距雷達未偵測到障礙物，則基于三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)啟動標定模式；四路魚眼攝像機采集無人艇周圍視頻信息，并將視頻信息提供給DSP控制器；DSP控制器收到視頻信息后，首先根據(jù)各海天線夾角進行圖像校正，并采用非局部Tetrolet變換、區(qū)域加權原則及風模型，獲得四路視頻圖像的融合拼接結果，生成映射表格，并存入Flash閃卡內，DSP控制器從Flash閃存中讀出存儲的全景圖像映射表，并根據(jù)映射關系，將從DDR取出對應像素點重新排列，構成虛擬全景視圖，為無人艇自動錨泊系統(tǒng)服務。

進一步地，所述DSP控制器通過查詢映射表，完成從四路魚眼攝像機采集到的視頻圖像到全景環(huán)視圖像的轉換，并對轉換過程中缺失的像素采用雙線性插值法進行補齊，最后視頻傳輸給無人艇自動錨泊系統(tǒng)。

進一步地，基于三維全景環(huán)視的無人艇自動錨泊視覺輔助系統(tǒng)的工作方法包括視頻圖像校正方法和基于非局部Tetrolet變換的多視頻融合拼接模塊，所述視頻圖像校正和融合拼接方法包括以下步驟：

將實時獲取的四路魚眼攝像機某一幀視頻圖像縮小至16*16大小，進行二值化并提取四幅圖像海天線的位置。其次，依據(jù)無人艇前視圖像中的海天線建立坐標系，將四幅海天線疊加，計算各海天線與前視海天線間的夾角，對三路路攝像機視頻圖像進行旋轉校正。