[发明专利]一种多模态船舶目标检测和识别系统及装置

说明书

本发明涉及一种多模态船舶目标检测和识别系统及装置，该系统包括数据库模块、数据可视化模块、船舶检测识别模块和数据处理模块，所述数据库模块和数据可视化模块均安装至检测点；该装置包括浮圈、海浪动力单元、防倾支架和抓拍组件。本发明通过SAR技术和AIS技术结合，可利用船舶与检测设置之间预先交换信息，得到船舶的验证信息，如果无船舶验证信息，即再通过引出一个中继的SAR船舶检测单元，使其位于所保护管道的边缘处，提高了近岸船舶检测、识别效率，同时有效扩大了检测和识别范围。

技术领域

本发明属于船舶近岸检测技术领域，具体涉及一种多模态船舶目标检测和识别系统及装置。

背景技术

在我国近海岸输油、气管道常常会因为不明船只在附近施工、作业或抛锚等危险行为而造成破坏，为了更好的保护海底管道，因而需要在沿管道附近的水域建立一套船舶检测和识别系统，检测过往船只航行状态，对危险目标进行实时预警，并把报警信息实时传送给上位机系统进行处理,以便安防管理人员快速响应报警情况，从而有效保护海底管道的安全。

目前，通过现有的船舶识别系统，对船舶的识别和检测范围只有在20海里范围，在预警船舶和管道位置时，在检测范围附近的船舶不能得到及时预警，进而进入管道铺设区。

而且很多近岸的船舶通过图像采集，其近岸环境较为复杂，在进行船舶信息核对时，需要进行很多预处理和特征分离步骤，造成了目标检测精度和识别精度的偏差。

发明内容

本发明的目的就在于解决检测识别范围小和近岸检测的目标特征影响较多的问题，解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的船舶目标检测和识别系统及装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种多模态船舶目标检测和识别系统，包括数据库模块、数据可视化模块、船舶检测识别模块和数据处理模块，所述数据库模块和数据可视化模块均安装至检测点，且数据库模块和数据可视化模块组成收发机构，所述数据可视化模块、船舶检测识别模块和数据处理模块与数据库模块之间均信号连接，船舶检测识别模块设于船舶检测区域的中心位置，数据可视化模块与数据处理模块连接；

船舶检测识别模块，包括SAR船舶检测单元和AIS船舶识别单元，SAR船舶检测单元设于船舶通过的靠近检测点的近岸区域，SAR船舶检测单元与检测点之间间距可调，SAR船舶检测单元是基于特征检测，并在近岸多点抓拍可见光遥感图像，得到多个可见光遥感图像，利用数据处理模块对可见光遥感图像中提取目标船舶特征；

AIS船舶识别单元安装在船舶内，且AIS船舶识别单元向数据可视化模块发射静态信息和动态信息，静态信息和动态信息用于比对和更新数据库模块中存储信息；

数据库模块，用于预存储船舶信息、系统登录信息、数据可视化模块发送的船舶检测数据、数据处理模块发送的处理后数据以及船舶检测识别模块发送的识别信息和检测船舶轨迹数据；

数据可视化模块，采用交互可视化操作界面，用于输入系统登录信息和显示船舶检测识别模块检测到的船舶信息和船舶轨迹数据；

数据处理模块，包括特征提取单元和再检测单元，特征提取单元用于可见光遥感图像中提取特征，并将特征共享至再检测单元，再检测单元对特征部分进行精细模糊，恢复还原对比度，并对可见光遥感图像中目标船舶实现识别；

特征提取单元使用阈值二值化方法提取船舶可见光遥感图像特征，再检测单元利用卷积神经网络模型实现船舶多目标检测，并对可见光遥感图像中符合特征的船舶识别并标定。

作为本发明的进一步优化方案：所述AIS船舶识别单元向数据可视化模块发射静态信息包括船名、呼号、船长、船宽、IMO编号以及船舶类型。

作为本发明的进一步优化方案：所述AIS船舶识别单元向数据可视化模块发射动态信息包括船位（经纬度）、航向、速度和航行状态。