[发明专利]一种危险区域检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及指挥自动化领域，尤其涉及自动化领域的图像处理的危险区域检测方法。

背景技术

在航行中由于水雷、暗礁、敌舰火力射程等原因，存在一些对于舰船存在危险的区域，为保证安全，舰船需要规避已知边界线的危险区域，即保证舰船处于危险区域距离之外。参看图1，对于用实线表示的危险区域A₁、A₂和A₃，其规避距离分别为D₁、D₂和D₃，舰船需要虚线表示的在阴影区域之外才能保证安全。为及时发出预警信息，指挥中心需要高效检测多个舰船O₁、O₂和O₃相对于危险区域的位置，图中O₁在危险区域之内，O₂在危险规避距离之外，O₃进入危险区域的规避距离之中，但尚未进入危险区域。

现有的检测方法是通过计算几何方法判断点与线形的相对位置判断舰船是否在危险区域之内。例如，对于扇形危险区域，将舰船与圆心之间的距离与方位角与扇形的半径及两条边的方位角进行比较判断舰船是否在扇形危险区域之内；对于多边形危险区域，根据舰船和多边形的边之间的关系判断舰船是否在多边形危险区域之内。

这些现有技术存在以下缺点：

（2）形状适应性差，对于每种不同性质的区域形状需要不同的算法。例如扇形危险区域和多边形危险区域的检测方法均不适用于边不是直线段的形状及自相交形状等复杂危险区域。

（2）不支持设置规避距离。现有技术只能检测舰船是否在危险区域范围之内，此时的规避距离退化为0。对于其它规避距离，现有技术并未提供检测方法。

（3）计算复杂度高。在针对i个复杂度为j的危险区域检测k个舰船时，计算复杂度为O(i*j*k)。

发明内容

为了解决现有技术的问题和不足，本发明的目的在于提供了一种危险区域高效检测技术。它检测速度快、灵活准确、适应性强、大幅降低了计算复杂度，支持在大量复杂的危险区域下高效检测多个舰船是否进入危险区域。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种危险区域检测方法，包括确定缓冲区分辨率、生成危险区域缓冲区、归并危险区域缓冲区、查询结果缓冲区四个阶段，所述缓冲区为二维三值[0,1,2]图像，其中0表示安全区，1表示进入危险区域的规避距离范围内，2表示进入危险区域。

上述确定缓冲区分辨率阶段的方法如下：给定平面坐标为(A_x,A_y)和（B_x，B_y）的两个点作为将危险区域检测范围的对角线，在给定的危险区域检测精度p下，缓冲区在x方向上分辨率为|A_x-B_x|/p，在y方向上分辨率为|A_y-B_y|/p。

上述生成危险区域缓冲区阶段的方法如下：建立一个空缓冲区，像素值为0；将危险区域的边界映射到空缓冲区上，像素值为2；通过区域填充算法将危险区域转化成二值图像I，危险区域的边界和内部的像素值为2，其它像素的值为0；将要求的规避距离d通过d/p转化成像素距离；对二值图像通过数学形态学变换膨胀d个像素得到二值图像J；将J和I进行异或运算，对任意坐标(x,y)，若I(x,y)=J(x,y)，运算结果为0，否则为1，从而得到二值图像K；对K和I做最大值归并，对任意坐标(x,y)，运算结果为max(K(x,y),I(x,y))，其中max为求最大值函数，得到的包含[0,1,2]的三值图像即为最终的危险区域缓冲区。所述的填充算法可以是任何区域填充算法，比如反向注入式填充算法。

上述归并危险区域缓冲区阶段的方法如下：建立一个所有像素值为0的缓冲区作为结果缓冲区I；每当一个新危险区域加入时，将其缓冲区J和结果缓冲区进行最大值归并，得到的结果作为新的结果缓冲区，规则是I(x,y)=max(I(x,y),J(x,y))，其中max为求最大值函数。

上述查询结果缓冲区阶段的方法如下：将舰船坐标根据缓冲区实际坐标和危险区域检测精度转换成结果缓冲区I中的像素点坐标（x,y）；查询I(x,y)的值，若为0，则表示舰船在所有危险区域的规避距离之外；为1则表示舰船进入危险区域的规避距离之中，但尚未进入危险区域；为2则表示舰船进入危险区域范围之内。