[发明专利]基于视频和AIS信息融合的碰标船舶身份追溯方法

说明书

本发明公开了一种基于视频和AIS信息融合的碰标船舶身份追溯方法，包括以下步骤：1)采集航标的速度和加速度，当航标的速度和加速度均超过设定的阈值时，判决航标被撞击，发出航标撞击报警信息；2)根据接收的航标撞击报警信息时刻，对实时接收航道可视距离内的视频图像进行图像预处理；然后根据预处理后的视频图像拆分获得时序图像；3)基于时序图像进行碰标船舶检测；4)将视频处理结果与AIS信息相融合，对视频数据中碰标船舶检测结果结合AIS提供的船舶身份数据，实现对碰标船舶的身份确认。本发明将视频与AIS信息相融合，对视频数据中碰标船舶进行检测，实现对碰标船舶的身份确认和可视化记录，能有效提高对碰标船舶检测的准确性。

技术领域

本发明涉及视频监控技术，尤其涉及一种基于视频和AIS信息融合的碰标船舶身份追溯方法。

背景技术

内河航道条件复杂多变，部分船舶因不熟悉航路或操作失误，极易违反航行规则，碰撞临近航标。受碰撞的航标失常后若不及时恢复，将对过往船舶的安全航行造成极大隐患，进而影响临、跨河建筑物的安全。以长江岳阳航道为例，据长江岳阳航道处的不完全统计，该处所辖180.5公里干线航道每年被碰损毁航标可达上百座，部分航标恢复后还被多次碰损，每年航标器材损失直接费用超过百万元，国家对于违规碰标船舶出台了相关罚款政策。目前，船舶碰撞损坏航标后逃逸现象仍然比较严重。因此，开展航标碰撞检测以及违规航行船舶身份追溯，可提高航道设施的联动保护水平，对于提升航道公共服务能力水平同样具有重要意义。

目前，在航标状态检测研究方面，已经研发了多警戒航标实时监控、基于无线传感网络的内河航标遥测遥控等系统；可以获取航标本身工作状态，实时、动态、连续地将航标运行状态发送到陆基岸站。总体来说，随着数字航道工程建设推进，航标遥测遥控系统已逐步建立完善，基本实现了航标碰撞的在线监测，但该系统目前尚不具备在航船舶动态与身份监测功能，无法记录航标被碰撞的信息，导致内河航道航标碰撞后索赔难度大。为此，如何利用航标动态信息、船舶身份自动识别信息(AIS)、电子航道图信息和云台采集的航道视频信息作融合分析处理，实现碰标船舶身份确认与可视化信息记录，是该发明所重点解决的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于视频和AIS信息融合的碰标船舶身份追溯方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于视频和AIS信息融合的碰标船舶身份追溯方法，包括以下步骤：

1)采集航标的速度和加速度，当航标的速度和加速度均超过设定的阈值时，判决航标被撞击，发出航标撞击报警信息；所述航标为设置在内河航道或近海水域，用于指示航道方向、界限与碍航物，引导船舶安全航行的标志。

2)根据接收的航标撞击报警信息时刻，对实时接收航道可视距离内的视频图像进行图像预处理；所述图像预处理包括根据图像场景特征(雨雾天气、夜晚环境等)，以直方图均衡为基础，实现视频图像增强；采用非局部均值算法，实现视频图像去噪；然后根据预处理后的视频图像拆分获得时序图像；

3)基于时序图像进行碰标船舶检测；

3.1)对时序图像进行背景建模，获得时序图像序列的背景模型；

3.2)对时序图像进行运动目标检测；

3.3)对运动目标区域进行过滤，通过连通区域提取方法，测定运动目标区域的最大连通区域，选取最大连通区域大于设定值的物体作为疑似船舶运动物体，并消除噪声干扰；以最大连通区域与报警区域重合度作为判断标准，若重合度大于重合度阈值，则判断该船舶运动物体为已经或即将发生船标碰撞的对象；

4)将视频处理结果与AIS信息相融合，对视频数据中碰标船舶检测结果结合AIS提供的船舶身份数据，实现对碰标船舶的身份确认。