[发明专利]一种用于航母舰面舰载机碰撞警告的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于航母舰面舰载机碰撞警告的方法及系统，该方法主要通过实时获取甲板作业视频，采用YOLO v3算法检测舰载机目标，并采用经典的卡尔曼滤波跟踪算法实现对多舰载机目标的实时跟踪，进而采用改进的级联金字塔深度学习网络，该距离与安全距离门限值比较后，发出告警信号，在飞机机身上同时设置有便于图像采集的喷涂标记和用于飞机保型的天线，实现双重定位，该系统包括冲击模块、甲板、测速模块和飞机，通过设置冲击模块，可以计算出飞机降落时对缓降板产生的冲击力，从而判断出飞机降落在缓降板上时的速度，进而可以提前预防并且降低飞机因降落速度过快而导致对地面建筑造成损坏的程度，本发明智能化程度高、极大提高了舰载机安全性。

技术领域

本发明涉及保障航母舰面舰载机调运安全领域，具体涉及一种用于航母舰面舰载机碰撞警告的方法及系统。

背景技术

目前，舰载机调运主要靠舰面保障人员指挥协同完成，调运保障作业场景复杂、作业难度大、风险高，人工安全警戒工作强度高，且作业的安全性受人员主观因素影响较大，因此通过技术手段实时检测舰载机状态，并计算舰载机之间的最小距离，实现安全距离门限下的碰撞告警非常必要。

针对舰载机舰面移动过程中位姿难以获取的问题，美军提出了一种基于GPS定位的航母舰面舰载机位姿获取方法，通过多个GPS接收机合作计算机出舰载机的位置、姿态、机翼状态，该方法需额外在舰载机上加装传感器；我国某大学提出了一种基于差分北斗导航定位的位姿获取方法，其思路与美军类似。

上述方法需更改舰载机的构型，工程实现难度大，因此，本发明提出一种基于机器视觉的舰载机轮廓点检测方法，实现碰撞告警，具有智能化程度高，减少人力物力，提高协调作业安全性的特点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种用于航母舰面舰载机碰撞警告的方法及系统，可以有效解决上述技术问题，具有安全系数高、结合人力物力，精确高效的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于航母舰面舰载机碰撞警告的方法，包括以下步骤：

(1)实时获取甲板作业视频，采用YOLO v3算法检测舰载机目标，并采用经典的卡尔曼滤波跟踪算法实现对多舰载机目标的实时跟踪；

(2)采用改进的级联金字塔深度学习网络，对每一跟踪框内的舰载机轮廓关键点进行检测定位，基于单目视觉测量方法将获取的舰载机轮廓点像素坐标映射至甲板坐标下，形成甲板坐标下的多舰载机轮廓分布；

(3)基于旋转卡壳算法计算各舰载机之间的最小距离，将该距离与安全距离门限值比较后，由碰撞告警系统发出告警信号。

进一步的，所述的碰撞告警系统包括：视觉采集系统、计算机系统、显示设备、声音告警装置。

进一步的，所述的视觉采集系统安装于航母舰岛上斜视舰面，主要由4架摄像机组成，确保图像视野能够覆盖整个航母舰面，其负责将实时采集的舰面舰载机调运视频传输到计算机处理系统中。

进一步的，所述的计算机系统与视觉采集系统相连，一方面用于对舰面上调运的舰载机进行实时跟踪，并将舰载机运行的轨迹记录在计算机中；一方面用于舰载机轮廓的获取与视觉测量，并基于测量的数据进行舰载机间最小距离计算，机身上设有用于与视觉采集系统配合，便于其分析图像的喷涂标记。

进一步的，所述的显示设备和计算机系统相连，用于显示舰载机的运行状态和舰载机之间的位置关系。

进一步的，所述的声音告警装置与计算机系统相连，当舰载机间的最小距离小于安全距离时，即发出声音告警信号，与计算机系统相连的还有设置在机身上的保型天线，用于实现双重定位。