[發(fā)明專利]基于AIS與視頻數(shù)據(jù)融合的船舶身份識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811360912.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN109460740B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁敏;彭樹林;錢偉;倪侃俊;王新雅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海埃威航空電子有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 袁亞軍;金碎平

本發(fā)明公開了一種基于AIS與視頻數(shù)據(jù)融合的船舶身份識(shí)別方法，包括：采集船舶樣本訓(xùn)練船舶目標(biāo)分類器；運(yùn)用船舶目標(biāo)分類器對(duì)云臺(tái)相機(jī)采集到的視頻幀進(jìn)行船舶目標(biāo)檢測(cè)；對(duì)比已識(shí)別船舶庫(kù)，過濾已識(shí)別船舶；采集AIS數(shù)據(jù)并從時(shí)間和空間兩個(gè)尺度對(duì)數(shù)據(jù)過濾；運(yùn)用線性外推法預(yù)估AIS目標(biāo)當(dāng)前位置并轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系下；將待匹配目標(biāo)與轉(zhuǎn)換后的AIS目標(biāo)進(jìn)行位置匹配，對(duì)匹配成功的目標(biāo)進(jìn)行特征提取并與船舶身份信息存入已識(shí)別船舶庫(kù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明能快速、準(zhǔn)確的提取監(jiān)控視頻中船舶目標(biāo)并對(duì)其進(jìn)行身份識(shí)別，有效的降低了人力成本，在船舶交通，港口管理等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種船舶交通服務(wù)系統(tǒng)(VTS)領(lǐng)域的信息處理方法，尤其涉及一種基于AIS與視頻數(shù)據(jù)融合的船舶身份識(shí)別方法。

背景技術(shù)

視頻監(jiān)控因直觀、及時(shí)、準(zhǔn)確和信息量大等特點(diǎn)成為船舶交通、港口管理等領(lǐng)域重要的信息采集手段。

監(jiān)控視頻中的船舶目標(biāo)提取及身份識(shí)別方法能有效降低人力成本，提高海事管理智能化程度，具有極高的研究和應(yīng)用價(jià)值。

專利文獻(xiàn)CN201210543644.6公布的基于特征的船舶快速識(shí)別方法，通過手動(dòng)標(biāo)注的船舶特征庫(kù)訓(xùn)練基于船舶特征的決策樹分類器，再利用該分類器對(duì)視頻中的圖像進(jìn)行檢測(cè)。該方法能夠快速的從航道中提取船舶目標(biāo)，但不能對(duì)船舶的身份信息進(jìn)行有效識(shí)別。

專利文獻(xiàn)CN201710981682.2公布的基于圖像的船舶身份識(shí)別方法，通過改進(jìn)的背景減除法檢測(cè)視頻中的船舶目標(biāo)，將其與采集到的AIS信息進(jìn)行位置對(duì)比從而得到船舶身份信息。該方法在一定程度上實(shí)現(xiàn)了船舶身份識(shí)別，但單一的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法易漏檢靜止或低航速船舶目標(biāo)，易將其他運(yùn)動(dòng)物體誤檢為船舶目標(biāo)，該方法通過標(biāo)定攝像機(jī)模型實(shí)現(xiàn)圖像坐標(biāo)與地理坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致云臺(tái)相機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)及縮放。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于AIS與視頻數(shù)據(jù)融合的船舶身份識(shí)別方法，能夠有效識(shí)別船舶身份，降低人力成本，提高海事管理智能化程度。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種基于AIS與視頻數(shù)據(jù)融合的船舶身份識(shí)別方法，包括如下步驟：步驟S1：采集船舶樣本，訓(xùn)練船舶目標(biāo)分類器；步驟S2：運(yùn)用船舶目標(biāo)分類器對(duì)云臺(tái)相機(jī)采集到的視頻幀進(jìn)行船舶目標(biāo)檢測(cè)；步驟S3：根據(jù)已識(shí)別船舶庫(kù)，對(duì)比過濾出已識(shí)別船舶，若是新目標(biāo)繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；步驟S4：持續(xù)采集AIS數(shù)據(jù)并從時(shí)間和空間兩個(gè)尺度上對(duì)數(shù)據(jù)過濾；步驟S5：運(yùn)用線性外推法預(yù)估AIS目標(biāo)當(dāng)前位置；步驟S6：將AIS目標(biāo)位置由地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系下；步驟S7：對(duì)步驟S3中新目標(biāo)與步驟S4處理后AIS目標(biāo)進(jìn)行位置匹配，匹配失敗的新目標(biāo)等待下一個(gè)匹配過程；步驟S8：對(duì)匹配成功的目標(biāo)進(jìn)行特征提取并與船舶身份信息一起存入已識(shí)別船舶庫(kù)，作為步驟S3的過濾標(biāo)準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，所述的步驟S1的具體過程為：在監(jiān)控場(chǎng)景中采集若干個(gè)包含不同類型及不同姿態(tài)船舶圖片樣本以及若干個(gè)不包含船舶的圖片樣本分別作為正負(fù)樣本，通過離線訓(xùn)練的方式，訓(xùn)練基于Haar特征的船舶目標(biāo)分類器。

進(jìn)一步地，所述的步驟S2具體過程為：通過訓(xùn)練好的船舶目標(biāo)分類器對(duì)云臺(tái)相機(jī)采集到的視頻幀進(jìn)行船舶目標(biāo)檢測(cè)，提取船舶目標(biāo)下邊沿中心點(diǎn)作為該目標(biāo)的位置參與后續(xù)步驟的位置匹配。

進(jìn)一步地，所述的步驟S4對(duì)接收到的AIS目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行如下過濾：在時(shí)間上，超出預(yù)設(shè)時(shí)間未更新的AIS數(shù)據(jù)視為無效數(shù)據(jù)；在空間上，位置超出預(yù)設(shè)范圍的AIS目標(biāo)視為無效數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為3分鐘，所述預(yù)設(shè)范圍為攝像頭視野范圍±15°。