[發明專利]船舶磁場動態檢測中圖像匹配定位方法

在審

• 申請號: 201710058380.8
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106871900A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 劉勝道;趙文春;張明;周國華;高俊吉;李志新;郭成豹;田東;張樹;朱武兵;陳瀚斯;周煒昶
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙)11210
• 代理人: 田磊

技術領域

本發明涉及船舶消磁技術領域，具體的指一種船舶磁場動態檢測中圖像匹配定位方法。

背景技術

船舶磁場通常是指船舶在其周圍空間產生的磁場，是敵方探測設備和水中兵器用于探測和攻擊的主要物理場。船舶磁性防護技術就是采取現代電磁方法和控制技術來控制船舶磁性，將船舶磁場消除或補償到一定范圍內。按照檢測時船舶的狀態，船舶磁場檢測可分為靜態檢測和動態檢測兩類。

船舶磁場動態檢測是指在船舶與磁傳感器陣列相對運動的情況下測量磁場，一般是在消磁站的入口或航道處布設一組環狀或者單列的磁傳感器，當船舶緩慢通過測量區域時，測磁系統自動采集船舶磁場，但是為了獲取測量點相對于船舶中心的位置信息，同時需要采用GPS或者全站儀等定位裝置對其進行航跡測量，最后將運動軌跡傳輸到主站進行數據處理。船舶磁場動態檢測系統使用方便，易于實施檢測，主要用來快速分析、評估船舶磁性狀態，以決定船舶是否需要進入消磁站進行磁性處理，既保障了船舶的磁性安全又提高了船舶磁場檢測的工作效率。

但是船舶磁場動態檢測中船舶的定位問題一直影響著船舶磁場的動態檢測的效率，之前采用的方法主要有以下不足：①船舶磁場動態檢測前需要將許多用于定位的設備提前送到船舶上，后期還要將其回收，方便下次使用；②定位設備需要專業的人員對其進行安裝，防止其被干擾從而確保它的準確性；③每次啟動設備時要對多臺以及與其相配套的軟件進行一系列的配置；④各個設備相互連接的串口較多，串口通信穩定性需要加強。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提供了一種船舶磁場動態檢測中通過圖像匹配定位船舶位置從而得到其航跡的方法，解決了現有船舶磁場動態檢測中船舶定位操作繁瑣、效率較低等問題，能適用于不同船舶磁場動態檢測站對船舶定位及其航跡的要求。

本發明所采用的技術方案是：

一種船舶磁場動態檢測中圖像匹配定位方法，包括以下步驟：

S1：利用至少兩個攝像機對待測目標船只進行同步拍攝，獲取具有同名特征的立體像對，并完成目標的立體影像匹配和實時定位重建；

S2：利用已測量好的靶標對攝像機進行內參數標定；

S3：在船只上進行標記，同時利用GPS測量其位置，利用多時相的影像構成像點控制網，對攝像機進行外標定；

S4：實時測量水域海平面高度；

S5：計算船只在相機坐標系中的位置；

S6：確定船只在實際地面中的坐標；

S7：獲得船只的連續運動軌跡。

本發明的有益效果：本發明采用圖像匹配定位方法測量船舶的航跡，主要利用了雙目攝像頭以及圖像處理軟件對攝像機拍攝的視頻進行處理，從而得到了船舶的航跡圖。與現有技術相比，本發明的有益效果是提高了船舶磁場動態檢測的效率，節省了大量的人力物力，同時該方法具有較好的定位精度，能夠滿足后期船舶磁場的分析與判斷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是根據本發明實施例所述的一種船舶定位測量系統的示意圖；

圖2為相機成像示意圖；

圖3靶標模型示意圖；

圖4雙目系統示意圖；

圖5相機成像原理圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明實施例所述的一種船舶磁場動態檢測中圖像匹配定位方法，包括以下步驟：

步驟1)：對于船舶位置的實時動態監測，如圖1所示，需要至少兩個攝像機對待測目標進行同步拍攝，獲取具有同名特征的立體像對，并完成目標的立體影像匹配和實時定位重建。為確保后續船舶位置計算的精度，需要目標具備足夠的像素信息，即目標在影像上達到一定的占比，如圖5所示，根據公式(1.1)小孔成像的原理可計算出所需攝像機的焦距f；

其中h為物體的像長，f為相機的焦距，H為物體的長度，S為物距。