[发明专利]基于全景环视的船只停泊系统及障碍物识别方法

权利要求书

1.一种基于全景环视的船只停泊系统的障碍物识别方法，所述基于全景环视的船只停泊系统包括主控制模块、与主控制模块连接的电池和泊船控制模块、与主控制模块连接的显示模块、船速传感器、陀螺仪传感器以及与主控制模块连接的四个摄像头，所述主控制模块包括主控制器、分别与主控制器相连接的电源电路、存储器、与四个摄像头连接的四个图像校正与信号调理模块以及分别与所述船速传感器和陀螺仪传感器相连的两个信号调理电路，所述主控制模块还具有聚类分析模块，所述存储器与聚类分析模块连接，所述聚类分析模块与泊船控制模块连接；四个摄像头分别安装在船身的前、后、左、右外表面；

其特征在于：该障碍物识别方法包括以下步骤：

首先，四个摄像头分别采集船身及船下前、后、左、右的实时画面，并将实时画面传输至主制控器；

所述船速传感器、陀螺仪传感器分别采集船只的行驶速度以及运行方位作为船只信息；

所述四个图像校正与信号调理模块对四个摄像头采集到的实时画面进行校正与信号处理，然后再将校正后的四副图像进行拼接处理，得到船身周围的全景图像；

所述显示模块显示船身周围的全景图像；

所述两个信号调理电路将船速传感器和陀螺仪传感器采集到的船只信息进行校正与信号处理，得到船只运行速度以及具体方位；

所述存储器中存储采集到的所述船只信息并向所述聚类分析模块提供聚类分析的数据即全景图像；

所述聚类分析模块依据存储器中存储并向聚类分析模块提供全景图像障碍物特征，采用自适应阈值级联线性支持向量机识别不同类型障碍物，并对当前准备停泊环境的安全性、便利性有利特征的聚类算法进行分析，从而判断是否需要调用泊船控制模块，进行泊船。

2.如权利要求1所述的障碍物识别方法，其特征在于：聚类模块工作方法如下：采用改进CHT特征提取全景环视图像中的障碍物特征T，

T＝G(p_c)t(s(p_c-p₀),s(p_c-p₁),…,s(p_c-p₇))

其中，

式中，t()函数表示符号差分值的联合分布函数；s(p_c-p_i)表示当前像素点p_c与第i邻域点p_i之间的符号差分值，G(p_c)为标准正态高斯分布函数；

采用自适应阈值级联线性支持向量机识别不同类型障碍物的CHT特征；

对所有的样本提取CHT特征组成训练集，利用线性SVM对其进行分类，获得超平面分类器；

每一个样本关于超平面分类器有一个输出值即障碍物类型m,计算如下式所示，

其中，w^*，b^*分别是超平面分类器的参数；x_n为第n个样本的CHT特征向量，将每一输出值附加一维0-1均匀分布随机数，映射到二维空间，第一层分类器训练完成后，将按照自适应阈值的方法剔除部分样本后保留的样本作为第二层分类器的训练样本，依次类推，直到最后一层分类，最终获得障碍物类型同时判断是否锚泊。