[發(fā)明專利]一種利用視頻圖像識(shí)別船舶AIS是否開啟的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010539454.1
• 申請日: 2020-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN111931555B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張敖木翰;田璐;岳雷;張子晗;曹劍東;張翼;楊艷芳;劉娜
• 申請（專利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06V20/40
• 分類號(hào): G06V20/40;G06V20/52;G06V10/26;G06V10/46;G06V10/54;G06V10/50;G06V10/56;G06V10/75;G06V10/774
• 代理公司: 北京眾澤信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11701
• 代理人: 張艷萍

本發(fā)明涉及一種利用視頻圖像識(shí)別船舶AIS是否開啟的方法，包括以下步驟：S1、船舶視頻圖像識(shí)別步驟；S2、船舶AIS軌跡分析步驟；S3、船舶視頻圖像與船舶AIS軌跡融合步驟，判定未開啟AIS的船舶。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：解決了海事執(zhí)法中對(duì)于AIS違法關(guān)閉情形的判定依賴于人工比對(duì)和登船核實(shí)的問題。尤其是在船舶流量密集的航道，全部登船檢查或者準(zhǔn)確人工比對(duì)難度極大，嚴(yán)重影響執(zhí)法效率，會(huì)對(duì)船舶航行安全造成巨大的隱患。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用視頻圖像識(shí)別船舶AIS是否開啟的方法，屬于海事監(jiān)管技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

AIS(Automatic?identification?System)又稱船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，船舶在航行時(shí)通過AIS的特定通信頻段自動(dòng)向周圍發(fā)送并接受周圍船舶的名稱、位置、航速、航向等動(dòng)靜態(tài)信息，是船舶了解周邊交通情況避免發(fā)生碰撞的關(guān)鍵設(shè)備，同時(shí)也是海事交管人員掌握轄區(qū)船舶交通情況，組織指揮船舶航行的主要參考依據(jù)。然而在實(shí)際情況中，船舶駕駛?cè)藛T為了規(guī)避海事監(jiān)管或者疏于設(shè)備維護(hù)，經(jīng)常造成船舶在航行中AIS未開啟的情況發(fā)生，給自身及圍邊船舶航行安全造成了極大的風(fēng)險(xiǎn)。目前，海事監(jiān)管人員對(duì)船舶AIS開啟狀態(tài)只能在船舶靠泊時(shí)通過登船檢查的方式或者通過AIS岸臺(tái)、CCTV監(jiān)控視頻的人工比對(duì)方式進(jìn)行核查。

一方面現(xiàn)有核查手段只能發(fā)現(xiàn)AIS設(shè)備因?yàn)閾p壞長期無法開啟的情況，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)船舶在航行中主動(dòng)關(guān)閉AIS設(shè)備的情況，監(jiān)管效率較低；另一方面，在船舶流量密集的航道，全部登船檢查或者準(zhǔn)確人工比對(duì)難度極大，嚴(yán)重影響執(zhí)法效率，會(huì)對(duì)船舶航行安全造成巨大的隱患。盡管海事監(jiān)管中已經(jīng)應(yīng)用了AIS岸臺(tái)、CCTV監(jiān)控視頻等多種信息采集手段，但是缺少自動(dòng)將AIS信息與CCTV視頻圖像進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較并識(shí)別出船舶AIS是否開啟的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本方案的目的是利用AIS岸臺(tái)采集的船舶動(dòng)、靜態(tài)信息與CCTV視頻服務(wù)器采集的船舶圖像信息，通過視頻圖像識(shí)別結(jié)合船舶AIS軌跡數(shù)據(jù)，發(fā)明一種通過視頻自動(dòng)識(shí)別船舶AIS是否開啟的方法，識(shí)別出船舶AIS的開啟狀態(tài)，避免其在未開啟AIS的情況下進(jìn)入交通流量較大的航段航行，能夠極大的提高海事監(jiān)管能力，保障航行安全避免造成重大損失，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本發(fā)明提供一種利用視頻圖像識(shí)別船舶AIS是否開啟的方法，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種利用視頻圖像識(shí)別船舶AIS是否開啟的方法，包括以下步驟：

S1、船舶視頻圖像識(shí)別步驟；

S2、船舶AIS軌跡分析步驟；

S3、船舶視頻圖像與船舶AIS軌跡融合步驟，判定未開啟AIS的船舶。

所述的步驟S1為：利用CCTV視頻服務(wù)器，對(duì)船舶進(jìn)行前景提取和多特征關(guān)聯(lián)，生成已識(shí)別待匹配的視頻船舶目標(biāo)集合，每個(gè)視頻船舶目標(biāo)進(jìn)入視場時(shí)間、離開視場時(shí)間、位置坐標(biāo)集、船舶長度、船舶速度和航行方向六個(gè)特征向量。

所述的步驟S2為：利用船舶AIS報(bào)文位置信息，通過對(duì)位置信息的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、航跡插值得到待匹配的AIS船舶目標(biāo)集合以及每個(gè)AIS船舶目標(biāo)進(jìn)入視場時(shí)間、離開視場時(shí)間、位置坐標(biāo)集、船舶長度、船舶速度和航行方向六個(gè)特征向量。

所述的步驟S3為：融合步驟S1和步驟S2獲得的待匹配的視頻船舶目標(biāo)集合與待匹配的AIS船舶目標(biāo)集合，在相同的坐標(biāo)體系之下，對(duì)步驟S1以及步驟S2船舶集合的六個(gè)特征向量進(jìn)行匹配，最后得到匹配船舶集合與未匹配船舶集合，其中，視頻船舶目標(biāo)集合中屬于未匹配集合中的就是未開啟AIS的船舶。

所述的步驟S1具體為：利用ViBe運(yùn)動(dòng)檢測算法檢測視頻圖像背景，包括以下步驟，

步驟S1-1、背景建模：對(duì)每個(gè)位置的像素點(diǎn)N上有代表性的顏色值v_i進(jìn)行合成，即背景模型M_o(x,y)＝{v₁,v₂,…,v_N}，通常設(shè)定N＝5；