[实用新型]自动定位与追踪船舶模拟器的系统

说明书

本实用新型涉及一种定位与追踪系统，具体为在实验航道中自动定位与追踪船舶模拟器的系统。

目前，在通航船舶模拟器航道实验中，由于技术限制不能记录船舶模拟器的行驶航线，导致不可将比较好的航线路线准确保存成文件，以备将来之用。即使得到比较理想的航线后，当前技术也不能实现重走目标航线。在现有的定位与追踪系统中，只是在感性层次上估算船舶模拟器的大概位置，误差较大，实用性不高。

鉴于上述情况，目前需要对现有的控制系统进行改进。

针对上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种准确度较高的自动定位与追踪船舶模拟器的系统。

本实用新型解决上述技术问题采用以下技术方案：自动定位与追踪船舶模拟器的系统，包括安装在船舶上的船舶模拟器，在该船舶航行的航道上设有摄像机，该摄像机将拍摄的船舶运行轨迹传输给计算机，计算机根据所述运行轨迹图形将模拟器在该图形中的坐标转化成模拟器在所述航道中的实际坐标。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：所述系统中摄像机拍摄船舶模拟器航行过程，再通过计算机进行图像处理和转化得到模拟器在航道中的实际坐标，自动实现了准确定位与追踪船舶位置的目的，克服了现有控制系统只能在感性层次上估算船舶模拟器的大概位置、误差较大、实用性不高的缺点。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：所述系统中摄像机拍摄船舶模拟器航行过程，再通过计算机进行图像处理和转化得到模拟器在航道中的实际坐标，自动实现了准确定位与追踪船舶位置的目的，克服了现有控制系统只能在感性层次上估算船舶模拟器的大概位置、误差较大、实用性不高的缺点。

图1是本实用新型的结构框图。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图1，进一步阐述本实用新型。

本系统包括安装在船舶上的船舶模拟器1，在该船舶航行的航道上设有摄像机2，该摄像机将拍摄的船舶运行轨迹传输给计算机3，计算机根据所述运行轨迹图形将模拟器在该图形中的坐标转化成模拟器在所述航道中的实际坐标，自动实现了准确定位与追踪船舶位置的目的。

在实施过程中，因空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系是由摄像机成像的几何模型决定的，这些几何模型参数就是摄像机参数。标定过程就是确定摄像机的几何和光学参数，摄像机相对于世界坐标系的方位。标定精度的大小，直接影响着计算机视觉的精度。因而，对摄像机进行标定，能够很好的确保实验精度更高、实验数据更精确。标定完成后，将摄像机拍摄的航行中的船舶模拟器视频传输到计算机，将拍摄得到的视频进行图像处理。在船舶模拟器上，将整个船舶模拟器露于水面之上部分全身涂黑，然后再在船头和船尾上安置两个白色的乒乓球，在处理船坐标上，可以将船头和船尾的两个乒乓球的中心坐标作为船本身的坐标，其中乒乓球的检测可以用图像处理技术，得到乒乓球的所有像素坐标，然后将所有坐标进行求和取平均值得出中心坐标，进而得到船舶模拟器在图像中的像素坐标，再运用数学建模，得到坐标转换因子，即转换矩阵，基于此因子根据摄像机标定得到的转换参数和数学立体几何等知识，完成图像的像素坐标到模型的物理坐标的转换，这样就得到了船舶模拟器在航道中的实际坐标。

在实施过程中，计算机还可将每次船舶模拟器的坐标等信息记录并保存成文件，这样便完成了航线记录。工作人员可从保存的航线中，调出比较好的航线文件，通过计算机或手机等移动设备操控船舶模拟器按照航线文件中记录的航行指令航行，完成重走记录的航线。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。