[发明专利]船舶水上高度自动测量方法、系统、设备及存储介质

说明书

本申请涉及一种船舶水上高度自动测量方法、系统、设备及存储介质，其方法包括：获取AIS数据，根据所述AIS数据确定待测量的目标船舶，并控制所述云台旋转以使所述相机锁定所述目标船舶；采用基于深度学习的目标检测算法识别跟踪所述目标船舶，利用所述测距仪对所述目标船舶进行测距得到所述目标船舶与所述相机的距离；获取所述相机拍摄的所述目标船舶的船舶图片，计算得到所述船舶图片中的船舶成像高度像素数量；根据所述相机的预设参数、所述目标船舶与所述相机的距离、所述船舶成像高度像素数量，利用预设高度计算公式计算得到所述目标船舶的水上高度。本申请能够实现对船舶水上高度的高精度自动测量。

技术领域

本申请涉及船舶测量技术领域，尤其是涉及一种船舶水上高度自动测量方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

近年来，我国交通运输业的快速发展促进了跨江跨海桥梁的建设。据统计，从1991年我国第一座跨海大桥建成至今，我国拟在建及建成的跨海大桥共有72座。新建的桥梁给两岸的交通带来的巨大的便利，但同时，一些大桥在当初设计时，桥高、桥宽、选址未充分考虑到未来的航运需要，使得一些桥梁无法满足现有船舶的通航要求，富裕高度预留不足，使得船舶因为高度超高而碰撞桥梁的事故时有发生，而且船舶一旦超高经过桥梁，往往会造成严重后果，不仅威胁着船舶自身的航行安全，危及船员生命，还会影响整个航道的畅通和其他通航船舶的安全，其危害巨大。因此，急需对船舶高度进行测量的技术。

现有技术中有一种基于激光的船舶超高检测方法，但这种激光检测方法实际是一种限高方法，可以对高于某个高度的船舶进行超高报警，但无法测量得到船舶的实际高度。而且这种限高方法需要根据水位变化改变限高高度，并且在河岸距离较大特别是沿海水域下，精度不高。此外，还有一些测量方法只是针对近距离单目标进行测高，且需要手动进行标定测量，无法自动测量船舶高度。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种船舶水上高度自动测量方法、系统、设备及存储介质，用以解决船舶水上高度测量精度低、无法自动测量的技术问题。

为了解决上述问题，第一方面，本申请提供一种船舶水上高度自动测量方法，该方法应用于云台，所述云台上安装有相机和测距仪，该方法包括以下步骤：

获取AIS数据，根据所述AIS数据确定待测量的目标船舶，并控制所述云台旋转以使所述相机锁定所述目标船舶；

采用基于深度学习的目标检测算法识别跟踪所述目标船舶，利用所述测距仪对所述目标船舶进行测距得到所述目标船舶与所述相机的距离；

获取所述相机拍摄的所述目标船舶的船舶图片，计算得到所述船舶图片中的船舶成像高度像素数量；

根据所述相机的预设参数、所述目标船舶与所述相机的距离、所述船舶成像高度像素数量，利用预设高度计算公式计算得到所述目标船舶的水上高度。

可选的，所述计算得到所述船舶图片中的船舶成像高度像素数量，包括：

采用基于先验信息的船舶轮廓识别算法提取所述船舶图片中的船舶轮廓；

利用透视变换矫正算法对所述船舶轮廓进行矫正，并计算得到所述船舶轮廓的船舶成像高度像素数量。

可选的，所述先验信息为船舶形状先验信息，所述船舶轮廓识别算法为全卷积神经网络算法，所述采用基于先验信息的船舶轮廓识别算法提取所述船舶图片中的船舶轮廓，包括：

利用训练集内的船舶形状先验信息训练全卷积神经网络模型，利用训练好的全卷积神经网络模型对所述船舶图片中的船舶轮廓边缘进行补充，提取出所述船舶图片中的船舶轮廓。

可选的，所述利用透视变换矫正算法对所述船舶轮廓进行矫正，并计算得到所述船舶轮廓中的船舶成像高度像素数量，包括：

利用透视变换矫正算法对所述船舶轮廓中的透视畸变以及倾角误差进行矫正；

计算矫正后的船舶图片中目标船舶的船舶成像垂直像素个数最大值。