[发明专利]一种桥梁防撞系统中的船舶检测方法

权利要求书

1.一种桥梁防撞系统中的船舶检测方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

采用张正友棋盘格标定法进行摄像机标定，所述的采用张正友棋盘格标定法进行摄像机标定的过程包括：

采用张正友棋盘格标定法对摄像机进行标定，输入25张从不同角度拍摄的棋盘格图片，计算摄像头内参数矩阵、形变参数、平移向量、旋转向量；

调整摄像机的俯仰角θ，拍摄不同θ下的棋盘格图片，计算摄像机对应θ的外参数矩阵，将以上的参数矩阵存储于XML文件中；

以传感器测量棋盘格平面至水面的距离，获取景深；

根据相似三角形定理，给定水面上虚拟航道四点的世界坐标，计算求得棋盘格平面上四点的世界坐标，以XML文件中的参数矩阵，计算虚拟航道四点于图像中的像素坐标；

图像获取与预处理；

绘制虚拟航道；

结合混合高斯背景法与三帧差分法检测运动前景；

提取运动前景目标的特征值，作为训练深度神经网络DNN的样本数据；

搭建、训练、测试深度神经网络DNN；

根据完成训练的深度神经网络DNN对实时视频流中的船舶特征进行识别，标志运动船舶；

根据标定结果，定时监测船舶航航行状况。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁防撞系统中的船舶检测方法，所述的图像获取与预处理的过程包括：

通过以太网络访问摄像机IP地址，实时获取摄像头的视频流；

以默认的帧率提取视频流中的图像帧，将其灰度化、提取感兴趣区域ROI、高斯滤波。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁防撞系统中的船舶检测方法，所述的虚拟航道绘制的过程包括：

根据用户给定的通航口宽度L、监测距离D，计算虚拟航道四点的世界坐标，以水面为Z＝0的平面，水面左上角为原点，坐标为(0,0,0)、(L,0,0)、(0,D,0)、(L,D,0)；参照所述的采用张正友棋盘格标定法进行摄像机标定的过程，由已知世界坐标计算图像坐标，由所述图像坐标绘制虚拟航道。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁防撞系统中的船舶检测方法，所述的结合混合高斯背景法与三帧差分法检测运动前景的过程包括：

采用三帧差分法计算相邻预处理图像的帧间差分图像后进行阈值化、形态学处理、与运算，得到运动前景，其中，帧间差分图像计算公式(1)、(2)如下：

D₁(x,y)＝|f_k-1(x,y)-f_k-2(x,y)| (1)

D₂(x,y)＝|f_k(x,y)-f_k-1(x,y)| (2)。