[發(fā)明專利]一種號燈自動識別及兩船會遇態(tài)勢感知方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011294831.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112364795A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹勇;高正麗
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué);大連海大智龍科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/90
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 張海燕;楊威

1.一種號燈自動識別及兩船會遇態(tài)勢感知方法，其特征在于，包括：

利用影像采集設(shè)備獲取監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的海上視頻信息；

將所述海上視頻信息中的全部單幀圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，對所述灰度圖像進(jìn)行閾值分割后得到號燈的輪廓矢量圖；

通過所述輪廓矢量圖判定號燈在所述單幀圖像中的候選區(qū)域；

將所述候選區(qū)域內(nèi)圖像的RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間；創(chuàng)建號燈圖像數(shù)據(jù)集，根據(jù)號燈圖像數(shù)據(jù)集得到預(yù)設(shè)號燈HSV閾值區(qū)間；通過將所述候選區(qū)域內(nèi)圖像的H、S、V值與所述預(yù)設(shè)號燈HSV閾值區(qū)間比對判斷所述號燈的顏色類型；

根據(jù)目標(biāo)船的所述號燈的顏色類型判別目標(biāo)船與本船的會遇態(tài)勢，并預(yù)測兩船交叉相遇態(tài)勢的變化趨勢。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種號燈自動識別及兩船會遇態(tài)勢感知方法，其特征在于，所述通過所述輪廓矢量圖判定號燈在所述單幀圖像中的候選區(qū)域，包括：

遍歷所有所述輪廓矢量圖，通過判定所述輪廓矢量圖的外接矩形圓形度和外接矩形面積是否符合公式(1)確定號燈在圖像中的候選區(qū)域；

判定條件公式(1)為：

式中，F(xiàn)_rect為所述外接矩形圓形度；A_rect為所述外接矩形面積。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種號燈自動識別及兩船會遇態(tài)勢感知方法，其特征在于，所述創(chuàng)建號燈圖像數(shù)據(jù)集，根據(jù)號燈圖像數(shù)據(jù)集得到預(yù)設(shè)號燈HSV閾值區(qū)間，包括：

拍攝不同海上場景下的所述號燈圖像，構(gòu)建號燈圖像數(shù)據(jù)集；

將所述號燈圖像數(shù)據(jù)集中圖像的號燈所在區(qū)域裁剪，并對裁剪后的圖像按照紅、綠、白顏色進(jìn)行分類；

將分類后的圖像按照公式(2)由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間，并統(tǒng)計每幅圖像的H、S、V值，公式(2)為：

式中，H表示色調(diào)，S表示飽和度，V表示明度；R表示紅色，G表示綠色，B表示藍(lán)色；

根據(jù)統(tǒng)計的所述H、S、V值數(shù)據(jù)制作三分量分布曲線圖；

根據(jù)三分量分布曲線圖，得到紅、綠、白三種顏色號燈各自對應(yīng)的預(yù)設(shè)號燈HSV閾值區(qū)間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種號燈自動識別及兩船會遇態(tài)勢感知方法，其特征在于，所述紅、綠、白三種顏色號燈的H、S、V閾值區(qū)間分別為：

紅色號燈的H閾值區(qū)間為[0°，31°]∪[169°，180°]，S閾值區(qū)間為[99，255]，V閾值區(qū)間為[91，220]；

綠色號燈的H閾值區(qū)間為[55°，96°]，S閾值區(qū)間為[4，220]，V閾值區(qū)間為[46，255]；

白色號燈的H閾值區(qū)間為[0°，180°]，S閾值區(qū)間為[0，98]，V閾值區(qū)間為[221，255]。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種號燈自動識別及兩船會遇態(tài)勢感知方法，其特征在于，根據(jù)目標(biāo)船的所述號燈的顏色類型判別目標(biāo)船與本船的會遇態(tài)勢，包括：

若識別到目標(biāo)船的白色號燈亮，且紅、綠色號燈不亮，判斷為目標(biāo)船與本船處于追越態(tài)勢；

若識別到目標(biāo)船的紅、綠、白色號燈全部亮，判斷為目標(biāo)船與本船處于對遇態(tài)勢；

若識別到目標(biāo)船的紅、綠色號燈中任意一個亮，判斷為目標(biāo)船與本船處于交叉相遇態(tài)勢。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種號燈自動識別及兩船會遇態(tài)勢感知方法，其特征在于，所述預(yù)測兩船交叉相遇態(tài)勢的變化趨勢，包括：

所述號燈，包括：一盞紅色舷燈、一盞綠色舷燈及兩盞白色桅燈；

獲取所述海上視頻信息的第一幀圖像，計算亮的舷燈相對于兩盞桅燈的水平位置變量LOS；所述水平位置變量LOS的值為1或0；

若LOS的值為1時，預(yù)測為目標(biāo)船與本船當(dāng)前處于小角度交叉相遇態(tài)勢；

若LOS的值為0時，根據(jù)兩盞桅燈之間水平距離的變化趨勢和舷燈相對于兩盞桅燈的相對位置，預(yù)測目標(biāo)船和本船交叉相遇態(tài)勢的變化趨勢。