[发明专利]一种船舶智能避碰预警系统及多传感器融合算法

权利要求书

1.一种船舶智能避碰预警系统，其特征在于：包括高清可见光摄像机、智能航行服务器柜、综合显控单元和通讯终端；

所述高清可见光摄像机采集船身周围的视频信息，视频信息数据传输至交换机，并通过交换机将视频信息数据发送至智能航行服务器柜进行处理，在综合显控单元上进行实时显示；同时，感知数据通过通讯终端发送向岸基数据中心，决策数据通过控制接口箱发送向动力系统控制单元。

2.根据权利要求1所述的船舶智能避碰预警系统及多传感器融合算法，其特征在于：所述综合显控单元由监控显示终端和视觉增强显示终端组成，监控显示终端和视觉增强显示终端相互连接；所述智能航行服务器柜由航行决策服务器和综合显控服务器组成，且综合显控服务器连接综合显控单元，交换机连接综合显控服务器，航行决策服务器连接控制箱接口；所述航行决策服务器与综合显控服务器相互连接。

3.一种多传感器融合算法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、畸变矫正；相机镜头畸变矫正--得到相机的内外参数、畸变参数矩阵；

S2、测距；

S3、根据相似三角比例计算出对应像素点的实际坐标。

4.根据权利要求3所述的多传感器融合算法，其特征在于，畸变矫正具体包括以下步骤：

S11、外参数矩阵，世界坐标经过旋转和平移，然后落到另一个现实世界点上；

S12、内参数矩阵，现实世界点在1的基础上，继续经过摄像机的镜头、并通过针孔成像和电子转化而成为像素点；

S13、畸变矩阵，像素点并没有落在理论计算该落在的位置上，产生一定的偏移和变形。

5.根据权利要求3所述的多传感器融合算法，其特征在于，测距具体包括以下步骤：

S21、使用摄像机采集道路前方的图像；

S22、在道路区域对物体进行检测，通过矩形框将物体形状框出来；

S23、结合矩形框信息，找到该矩形框底边的两个像平面坐标，分别记为(u1，v1)和(u2，v2)；

S24、使用几何关系推导法，由像平面坐标点(u1,v1)、(u2,v2)推导出道路平面坐标(x1,y1)、(x2,y2)；

S25、通过欧氏距离公式计算出d。

6.根据权利要求3所述的多传感器融合算法，其特征在于：根据相似三角比例计算出对应像素点的实际坐标，其对摄像机标定要求较高，同时要求镜头本身造成的畸变就比较小，其主要原理为小孔成像；其推导步骤如下：

已知量：

摄像机高度H

图像坐标中心对应的世界坐标点与摄像头在y轴上的距离O3MO3M

镜头中心点的图像坐标O1(ucenter，vcenter)O1(ucenter，vcenter)

测量像素点的图像坐标P1(u，0)、Q1(u，v)P1(u，0)、Q1(u，v)

实际像素的长度xpix

实际像素的宽度ypix

摄像头焦距f

β＝α-γ

以上得到垂直方向的坐标；

Y＝O₃P由得到

以上得到垂直方向的坐标；

X＝PQ。