[发明专利]基于机器视觉的船舶空重载识别方法

说明书

本发明公开了基于机器视觉的船舶空重载识别方法，涉及图像处理技术领域；为了降低测量工作复杂性的问题；具体包括如下步骤：远程控制水上无人机在水面上运动，采集船舶表面的水尺视频数据；对采集的水尺视频数据进行预处理，截取水尺感兴趣区域；根据截取水尺感兴趣区域，判定吃水线水平方向上的预测区间。本发明可以近距离靠近船舶，能够从多个角度拍摄到船舶水尺的高清视频数据，实现基于高清数字摄影的船舶拍摄，进而实现基于机器视觉的船舶吃水线区域快速、准确识别，降低读取吃水线的设备成本，可以在复杂的图像环境下快速、准确识别出水线区域，快速搜索到船舶水尺部分的相关区域，准确、实时地对进港船只进行空重载识别。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及基于机器视觉的船舶空重载识别方法。

背景技术

船舶作为交通运输工具的一种，在运输业中发挥着重要的作用，进出口货物重量鉴定是港口的重要工作之一，船舶载重计算的基础是船舶吃水的测量，船舶吃水测量的精度决定了船舶载货量计算的准确性，同时计重结果可作为商业纠纷，例如商品的交接结算，处理索赔，港口使用费和通关计税等的依据，所以船舶水尺测量的准确性对保护托运人、发货人和收货人的利益都具有重要意义，目前主要的鉴定方法是水尺计重，吃水线的检测结果直接影响货物计重的准确性，关乎商品的交接结算，纠纷索赔，港口计价费和关税计算等问题，因此，如何快速准确测量吃水线得到越来越多的重视，目前通常采用压力传感器检测、激光水位检测以及图像检测来代替人工测量方法，实现轮船吃水线的估算，提高港口管理的实时性和计重准确性，但以上三种方法均存在一定的局限性，随着图像处理技术的发展和日益完善，通过图像处理来自动测量船舶水尺刻度已经成为了可能，通过分析水尺的视频图像，船舶水尺上的刻度字可以由计算机自动识别、读取结果，这样既能克服前面所介绍的各种测量方法引起的一系列问题，又可以完整地记录整个观测阶段的水尺刻度和吃水线位置，使后续的数据处理成为可能，同时，拍摄到的吃水线照片可以作为测量记录的证据保存，为今后复核查对、解决纠纷提供依据，并且由于拍摄设备性能的不断完善，设备的分辨率能够达到很高的精度要求，拍摄的图片清晰度非常高，使吃水线的求取能够更加精确，所以利用图像处理技术对船舶水尺的自动识别，已经受到越来越多人的关注。

经检索，中国专利申请号为CN201210509998.9的专利，公开了一种基于机器视觉的便携式船舶水尺自动检测和识别方法，以水上环境下船舶水尺视频数据为主要研究对象，以机器视觉和图像处理理论作为主要手段，检测并识别船舶水尺刻度，并对视频连续帧的检测结果进行统计分析，最终得出船舶吃水值。上述专利中的基于机器视觉的便携式船舶水尺自动检测和识别方法存在以下不足：对船舶水线的拍摄比较复杂，需要反复搬运设备，增加测量工作复杂性，降低效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于机器视觉的船舶空重载识别方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于机器视觉的船舶空重载识别方法，包括如下步骤：

S1：远程控制水上无人机在水面上运动，采集船舶表面的水尺视频数据；

S2：对采集的水尺视频数据进行预处理，截取水尺感兴趣区域；

S3：根据截取水尺感兴趣区域，判定吃水线水平方向上的预测区间；

S4：得到的水平方向上预测区间，计算曲线斜率得到吃水线竖直方向上的预测区间；

S5：根据得到的水平方向上预测区间和竖直方向上预测区间，识别出船舶吃水线及相应字符具体位置，得出船舶当前的空重载量。

优选地：所述S1中采集船舶表面的水尺视频数据具体包括船舶的船首、船尾、两侧船舷均设有吃水刻度线，且水尺为白色标记，搭载有摄像头的水上无人机靠近船首、船尾和两侧船舷拍摄。