[发明专利]一种基于视觉增强的内河航道船舶辅助目标识别系统和方法

说明书

本发明涉及一种基于视觉增强的内河航道船舶辅助目标识别系统和方法。通过综合利用AIS、雷达、视频识别技术，通过目标检测算法获取船舶的实时位置与方向，对内河航道上船舶特别是未安装AIS系统的简易船舶或小型艇船通过特征标注进行预警，实现了对船舶周围各类障碍物及对船舶周围环境实时动态进行数字可视化目标识别。本发明提供了一种精准、实时、可靠的内河航道船舶辅助目标识别系统，能实现船舶辅助目标识别及有效避碰。

技术领域

本发明涉及内河航道船舶航行目标识别的技术领域，具体涉及一种基于视觉增强的内河航道船舶辅助目标识别系统和方法。

背景技术

由于内河航道窄且多弯曲，内河船舶数量多使航道拥挤，船舶种类繁杂使船舶驾驶员不能很好的判断船舶周围环境信息，特别是不能通过航行辅助系统获取一些简易船只或小型船只的动态信息，使船舶在内河航道航行时往往由于近距离的视野盲区而发生碰撞，发生水上交通事故。而水上交通事故不仅给双方事故船造成经济损失、人员伤亡，还会阻塞河道、影响其他船舶的正常运行，并造成一定程度的环境污染，带来更大的经济损失。

因此为了河道行驶的安全，船舶需要适用于内河航道的精准、可靠的船舶辅助目标识别及避碰系统。

现有的船舶航行辅助目标识别及避碰系统主要有两种方式：

1、通过航行雷达可以识别船只周围的目标，并自动计算分析目标的运行轨迹，但航行雷达的目标识别在内河航道的情况下有两个重要缺点，一是航行并不能很好的显示目标大小，二是航行雷达在近距离范围有盲区。因此不能为内河航道船舶目标识别提供精准、可靠的辅助。

2、通过AIS(船舶自动识别系统)组建的电子海图获取周围船舶信息，AIS可自动交换船位、航速、航向、船名、呼号等重要信息。安装AIS的船体在向外发送这些信息的同时，接收VHF覆盖范围内其他船舶的信息，从而实现了自动应答。但该系统要求双方都安装AIS才可以进行位置交换。在内河航道中有大量的简易船舶，小型艇船等未安装AIS系统，另外使用VHF无线电话进行语音位置交换存在等待响应，不回复等延时情况，实时性存在一定问题。

综上所述，现有技术并不能识别船舶周围所有障碍物，并对船舶周围各类障碍物及对船舶周围环境动态进行数字可视化，提供一种适用于内河航道行驶规则的精准、实时、可靠的船舶辅助目标识别及避碰系统。

发明内容

为了解决上述现有技术不能识别船舶周围所有障碍物，并对船舶周围各类障碍物及对船舶周围环境实时动态进行数字可视化目标识别的技术问题，提供一种适用于内河航道行驶规则的精准、实时、可靠的，基于视觉增强的内河航道船舶辅助目标识别系统，能实现船舶辅助目标识别及有效避碰。综合利用AIS、雷达、视频识别技术，对内河航道上船舶特别是未安装AIS系统的简易船舶或小型艇船通过特征标注进行预警。

本发明的技术方案如下：

一种基于视觉增强的内河航道船舶辅助目标识别系统，包括信息感知单元、数据处理单元、信息应用单元；

所述信息感知单元通过多种信息接收装置接收航道信息和船舶信息，所述信息接收装置包括接收AIS信息的AIS天线、接收实时视频信息的摄像头、接收雷达信息的船载雷达天线、北斗传感定位器、船用电功率表、标定船体倾角的姿态仪、气象水文信息装置、交换机；

所述数据处理单元包括信息接收模块、信息处理模块和储存模块，信息接收模块接收由所述信息感知单元发出的航道信息和船舶信息并传递给信息处理模块，信息处理模块通过算法综合处理并整合信息：包括提取所述AIS信息、所述雷达信息和所述视频信息的近距离航道内障碍物信息和船舶信息整合成视觉增强信息，提取所述AIS信息和所述雷达信息整合成电子海图信息，提取所述北斗定位传感器、船用电功率表、姿态仪、气象水文装置的信息整合为船舶行驶所需的船舶行驶基本信息；所述储存模块储存所述视觉增强信息、所述电子海图信息和所述船舶行驶基本信息；

所述船舶行驶基本信息包括位置、船况、气象水文环境等。