[发明专利]一种船载红外视频图像中的海上目标与电子海图的叠加方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及船舶导航、海上目标探测和航海仪器集成等多个领域，具体地说是涉及一种船载红外视频图像中的海上目标与电子海图的叠加方法及系统。

背景技术

随着航海技术的不断发展，越来越多的导航仪器被应用于船舶导航领域。日益成熟的航海仪器在为航海人员提供丰富导航信息的同时，其频繁的操作和导航信息处理也增加了他们的工作负担。因此，将来自多种航海仪器的信息进行综合处理，向航海人员提供一个集成的信息环境，使其能迅速地做出操船决策，提高航行的安全性，已经成为了当今海运界普遍关注的课题。目前，某些先进的航运技术开发公司已经将电子海图与罗经、GPS、雷达、AIS、测深仪等航海仪器连接起来，构成了所谓的综合船桥系统(IBS:Integrated Bridge System)，实现了船舶的综合导航。

在船舶的导航过程中，对船舶所航海域内海上目标的探测是一个重要的问题。船上常见的目标探测仪器有AIS和雷达两种，前者能够精确的获取目标的位置、航向、航速等信息，但前提条件是目标同时也配备了AIS；后者能够获取目标相对于本船的距离和方位，但对于弱小或非金属材质的目标探测能力较差，特别是在恶劣海况条件下目标回波容易淹没在海浪杂波之中，且探测到的目标仅以“亮斑”的形式呈现，无法获取目标的细节信息。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种船载红外视频图像中的海上目标与电子海图的叠加方法及系统，本发明利用红外热成像仪对海上弱小及非金属材质目标的良好探测能力，将船载移动红外视频图像中的海上目标与电子海图叠加显示，增强了航海人员对所航海域内目标的探测和行为识别能力，有效提高了船舶航行的安全性。

为了实现上述目的，本发明所采用技术方案为：

一种船载红外视频图像中的海上目标与电子海图的叠加方法，其特征在于：

红外视频图像中的海上目标与电子海图的叠加过程包括：

步骤1、采集并读取船载红外视频图像，并初始化船载红外视频缓冲区；

步骤2、分割出上述船载红外视频图像中的海上目标后；对所述海上目标进行定位，获取所述海上目标相对于本船的位置；

步骤3、根据本船的船位、本船实时航向、红外热成像仪的朝向以及步骤2的结果计算所述海上目标对应的地理坐标；

步骤4、利用对应的AIS数据对所述海上目标对应的目标位置进行校正；

步骤5、将经校正后的海上目标以透明化的方式叠加到电子海图中进行显示。

进一步的，所述步骤1中的船载红外视频图像的采集是通过分别设置主辅两台红外热成像仪实现的，所述两台红外热成像仪同时对船舶所航海域的视频图像进行采集操作，其中主红外热成像仪采集到的船载红外视频图像用于与电子海图进行叠加；辅红外热成像仪采集到的船载红外视频图像用于辅助完成所述海上目标的定位操作。

进一步的，所述步骤2中分割出上述船载红外视频图像中的海上目标是指分别对所述两台红外热成像仪采集到船载红外视频图像中的海上目标进行分割；所述对所述海上目标进行定位，获取所述海上目标相对于本船的位置的方法是指结合两台红外热成像仪采集到船载红外视频图像分割出的海上目标后，利用双目视觉定位方法获取所述海上目标相对于本船的距离和方位。

进一步的，所述步骤3中计算所述海上目标对应的地理坐标的方法是指利用GPS获取本船实时位置即本船的船位，利用罗经获取本船实时航向，并根据红外热成像仪安装的朝向以及步骤2中获取所述海上目标相对于本船的位置，计算出所述海上目标的地理坐标，为了描述方便我们称之为海上目标的双目定位地理坐标。

进一步的，所述步骤4中利用AIS数据对所述海上目标的位置进行校正的方法包括：

41：获取AIS系统中的所有海上目标并记录所述海上目标对应的地理坐标；

42：对于步骤3中获得的所述每一个海上目标的双目定位地理坐标，均计算它与AIS系统中的所有海上目标地理坐标之间的距离，并求取最小距离；

43：若当前步骤3中获得的双目定位地理坐标与AIS系统中某一海上目标地理坐标之间的距离最小，且小于阈值，则判定为上述两个海上目标为同一海上目标，将该海上目标地理坐标替代步骤3中获得的所述海上目标的双目定位地理坐标。

进一步的，所述步骤5中若电子海图当前显示比例尺和显示区域中心位置发生变化，则根据步骤4中所述海上目标的地理坐标重新绘制红外视频图像中的海上目标。

一种船载红外视频图像中的海上目标与电子海图的叠加系统，其特征在于：