[發(fā)明專利]結合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)融合的大橋方位識別方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110050504.4
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112733753A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 徐中明;鐘鳴;朱俊
• 申請（專利權）人: 江蘇恒澄交科信息科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 殷海霞

1.結合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)融合的大橋方位識別方法，其特征在于，包括：

獲取相機圖像數(shù)據(jù)；

利用訓練好的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡判斷圖像中是否存在大橋；

當存在大橋時，提取大橋圖像坐標；

將海事雷達數(shù)據(jù)轉換到相機的圖像平面；

在圖像平面上匹配大橋圖像坐標和海事雷達數(shù)據(jù)的圖像坐標；

計算大橋在海事雷達中的方位。

2.如權利要求1所述的結合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)融合的大橋方位識別方法，其特征在于，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡包括Conv層、ReLU層、Pool層、Affine層、Dropout層和Softmax層，所述Conv層為卷積層，用于對圖像數(shù)據(jù)做卷積運算；所述ReLU層為使用ReLU函數(shù)的激活函數(shù)層；所述Pool層為池化層；所述Affine層為全連接層，用于正向和反向傳播計算；所述Dropout層用于隨機地刪除一定數(shù)量的神經(jīng)元；所述Softmax層為輸出層，利用適用于分類問題的Softmax函數(shù)，用于輸出圖像中是否存在跨江大橋的結果。

3.如權利要求2所述的結合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)融合的大橋方位識別方法，其特征在于，圖像數(shù)據(jù)在每個層之間的處理和傳遞的先后順序為：Conv層，ReLU層，Conv層，ReLU層，Pool層，Conv層，ReLU層，Conv層，ReLU層，Pool層，Affine層，ReLU層，Dropout層，Affine層，Dropout層，Softmax層。

4.如權利要求1所述的結合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)融合的大橋方位識別方法，其特征在于，所述將海事雷達數(shù)據(jù)轉換到相機的圖像平面，包括：將海事雷達數(shù)據(jù)轉換到相機坐標系，再將海事雷達數(shù)據(jù)從相機坐標系轉換到圖像平面。

5.如權利要求4所述的結合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)融合的大橋方位識別方法，其特征在于，利用以下公式將海事雷達數(shù)據(jù)轉換到相機坐標系：

其中，P_r∈R³，是海事雷達坐標系中的坐標；P∈R³，是相機坐標系中的坐標；C∈R^3*3，是海事雷達坐標系相對于相機坐標系的旋轉矩陣；R∈R³，是海事雷達坐標系相對相機坐標系的位移。

6.如權利要求5所述的結合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)融合的大橋方位識別方法，其特征在于，利用以下公式將海事雷達數(shù)據(jù)從相機坐標系轉換到圖像平面：

其中，(x,y,z)^T是相機坐標系中的坐標，即P；(x_n,y_n,1)^T是圖像平面上的歸一化圖像坐標的齊次形式，d_x和d_y是圖像平面中心點相對圖像平面原點的位移。

7.結合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)融合的大橋方位識別系統(tǒng)，其特征在于，包括：

圖像獲取模塊，用于獲取相機圖像數(shù)據(jù)；

判斷模塊，用于利用訓練好的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡判斷圖像中是否存在大橋；

坐標提取模塊，用于當存在大橋時，提取大橋圖像坐標；

數(shù)據(jù)轉換模塊，用于將海事雷達數(shù)據(jù)轉換到相機的圖像平面；

匹配模塊，用于在圖像平面上匹配大橋圖像坐標和海事雷達數(shù)據(jù)的圖像坐標；

方位計算模塊，用于計算大橋在海事雷達中的方位。

8.如權利要求7所述的結合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)融合的大橋方位識別系統(tǒng)，其特征在于，所述將海事雷達數(shù)據(jù)轉換到相機的圖像平面，包括：將海事雷達數(shù)據(jù)轉換到相機坐標系，再將海事雷達數(shù)據(jù)從相機坐標系轉換到圖像平面。