[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

说明书

一种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、船速传感器和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，聚类分析模块依据存储器中存储并向聚类分析模块提供的全景图像障碍物CHT特征，采用自适应阈值级联线性支持向量机对当前准备停泊环境的安全性、便利性进行分析，从而判断是否需要调用泊船控制模块，进行泊船。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种基于全景环视的船只停泊系统。

背景技术

随着经济和社会的发展，船舶工业也运用在社会产业的诸多方面，如旅游业、运输业，甚至是军事方面。即便是有经验的船长也无法做到十分清楚水域的具体状况。然而视觉信息是实现环境感知与监控、系统智能的主要技术手段。与传统视觉环境感知系统视场较小不同，全景视觉能够实现水平方向360度，垂直方向240度范围内的大视场监控，其广阔的视角为监控周围环境提供了方便。

因此，实有必要提供一种基于三维全景环视的无人艇自动锚泊系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种基于全景环视的船只停泊系统，其特征在于：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。

进一步地，所述四个摄像头分别安装在船身的前、后、左、右外表面，摄像头分别带有防水装置且具有可旋转的广角镜头。

进一步地，本申请提供一种障碍物识别方法：所述基于全景环视的船只停泊系统的工作方法包括以下步骤：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；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。

进一步地，本申请提供的基于全景环视的船只停泊系统的工作方法还包括聚类模块工作方法，所述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。