[發(fā)明專利]一種基于立體視覺的全方向船舶防撞預警與導航系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810085362.3 | 申請日： | 2018-01-29 |
| 公開（公告）號： | CN108303078B | 公開（公告）日： | 2021-07-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王平;韓澤慧;薛開;李秋紅;黃文浩 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工程大學 |
| 主分類號： | G01C21/00 | 分類號： | G01C21/00;G01C21/20;H04N7/18;H04N5/247 |
| 代理公司： | 黑龍江立超同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 23217 | 代理人： | 楊立超 |
| 地址： | 150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區(qū)*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 立體 視覺 方向 船舶 預警 導航系統(tǒng) | ||
1.一種基于立體視覺的全方向船舶防撞預警與導航系統(tǒng)，其特征在于：包括全景攝像裝置(1)，穩(wěn)像系統(tǒng)(2)，水面目標檢測、立體視覺測距、防撞預警與導航數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(3)，終端處理器(4)；全景攝像裝置(1)與水面目標檢測、立體視覺測距、防撞預警與導航數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(3)，終端處理器(4)分別通信連接；
利用所述基于立體視覺的全方向船舶防撞預警與導航系統(tǒng)進行控制的方法步驟如下：
步驟(1)獲取攝像頭(11)采集的n幅圖像，n為正整數(shù)；
步驟(2)終端處理器(4)中的全景圖像拼接程序(13)對采集到的n幅圖像進行海天線、陸天線檢測，如果沒有全部檢測到海天線或陸天線，則放棄這一組圖像，重復步驟(1)；
步驟(3)根據(jù)攝像頭(11)的編號，僅將序號為奇數(shù)號的攝像頭(11)所獲得的圖像進行矯正，并投影至以鏡頭焦距為半徑的圓柱上；根據(jù)所述全景攝像裝置(1)安裝后標定所得各攝像頭(11)之間的位置關(guān)系以及鏡頭視角得出n幅圖像互相間的覆蓋區(qū)域，將n/2幅奇數(shù)號圖像進行拼接，將重疊區(qū)域進行線性疊加，得到圓柱形全景圖，并將其展開成矩形圖；
步驟(4)操作人員或終端處理器(4)內(nèi)置的水面目標檢測程序(31)用矩形圈出一出現(xiàn)在視野內(nèi)的目標作為感興趣區(qū)域；對序號為奇數(shù)號和偶數(shù)號的攝像頭(11)所采集的圖像中的感興趣區(qū)域分別進行ORB特征點檢測，獲取對應的兩組特征點位置及相應的兩組ORB特征點描述子；根據(jù)FLANN匹配算法將上述對應奇數(shù)號和偶數(shù)號攝像頭(11)的兩組ORB特征點描述子進行匹配；根據(jù)閾值設(shè)置對特征點進行篩選，得出符合條件的匹配特征點；如不存在有匹配特征點的顯著目標，則重復步驟(1)，如存在則繼續(xù)；
步驟(5)對篩選后的強特征點逐一計算距離，根據(jù)標定得出的攝像頭(11)內(nèi)外部參數(shù)，終端處理器(4)內(nèi)的立體視覺測距程序(32)求出每一強特征點的深度信息；立體視覺測距程序(32)對全部深度信息求平均值并篩選掉較差的特征點，重復3次，最終得出感興趣區(qū)域內(nèi)目標的距離；
步驟(6)根據(jù)水面巡邏艇的任務需求，結(jié)合GPS定位信息，判斷出該目標是否駛?cè)胙策墔^(qū)域，是否會與當前行駛中的水面巡邏艇發(fā)生碰撞；如果該目標駛?cè)胙策墔^(qū)域或?qū)⑴c水面巡邏艇發(fā)生碰撞，根據(jù)終端處理器(4)中的防撞預警與導航數(shù)據(jù)處理程序(33)或操作者命令，重新規(guī)劃路徑，選擇播放警告信息、靠近驅(qū)逐該目標或進行躲避；如果該目標不會駛?cè)胙策墔^(qū)域或與水面巡邏艇發(fā)生碰撞，則繼續(xù)按原路徑行駛并重復步驟(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于立體視覺的全方向船舶防撞預警與導航系統(tǒng)，其特征在于：所述的全景攝像裝置(1)由攝像頭(11)、支撐結(jié)構(gòu)(12)及終端處理器(4)中的全景圖像拼接程序(13)共三部分組成；所述的穩(wěn)像系統(tǒng)(2)由加速度計(21)、穩(wěn)像云臺(22)、終端處理器(4)中的機械穩(wěn)像程序(23)三部分組成；所述的水面目標檢測、立體視覺測距、防撞預警與導航數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(3)由終端處理器(4)中的水面目標檢測程序(31)、終端處理器(4)中的立體視覺測距程序(32)及防撞預警與導航數(shù)據(jù)處理程序(33)共三部分組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于立體視覺的全方向船舶防撞預警與導航系統(tǒng)，其特征在于：所述的多臺攝像頭(11)根據(jù)本系統(tǒng)所述方法呈圓形陣列安裝在全景攝像裝置中的支撐結(jié)構(gòu)上。
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