[发明专利]一种海上救生装置的自主目标检测跟踪方法

权利要求书

1.一种海上救生装置的自主目标检测跟踪方法，其特征在于，在所述救生装置上安装图像采集装置、无线图传模块、两自由度云台，所述图像采集装置装在两自由度云台上，所述图像采集装置获取图像信息由母船进行图像处理并产生控制数据通过无线传输传回所述救生装置，完成对两自由度云台和救生装置的运动控制，或通过安装边缘计算模块，图像处理直接在所述救生装置上进行，获取目标位置后在救生装置上计算出控制数据实现对两自由度云台和救生装置的运动控制。

2.根据权利要求1所述的海上救生装置的自主目标检测跟踪方法，其特征在于，所述控制的方法为自动控制模式，具体为：首先由母船将救生装置投在海面上，所述图像采集装置开始采集图像，采集到的图像通过所述无线图传模块传输回母船，供母船进行监视和记录，同时，采集到的图像将使用所述边缘计算模块或者母船进行图像增强工作，随后将增强后的图像送入到目标检测模型当中，识别出图像中是否有落水人员并识别出落水人员在图像中的位置以及大致距离，若图像中没有落水人员，则进入巡航模式，若检测有落水人员，则将首先根据落水人员的位置信息动态调整云台角度，使所述图像采集装置采集的图像能够一直锁定在落水人员上，后根据云台角度解算出救生装置应该前进的方向并给出控制数据，控制救生装置逐步靠近落水人员，在确定到达指定地点能够实施救援之后将结果汇报给母船，母船上的人员将根据图传传回的图像完成救援。

3.根据权利要求2所述的海上救生装置的自主目标检测跟踪方法，其特征在于，所述图像增强步骤中包括进行图像去雨，具体为使用低通滤波器将去雨图像分解为基层和细节层，如公式(1)：

J＝J_base+J_detail (1)

通过对图像使用低通滤波器处理，可以获得包含图像基本信息的基层，随后将原图像和基层做减法即可得到细节层，细节层主要包括一些雨线和图像的细节信息，将原图像直接送入卷积神经网络模型，改为将细节层作为输入，将模型输出再与基层结合，得出去雨图像。

4.根据权利要求2或3所述的海上救生装置的自主目标检测跟踪方法，其特征在于，所述根据云台角度解算出救生装置待前进的方向并给出控制数据包括动态调节前进方向的路径规划方法；

设救生装置的安全救援距离为r，则救生装置应该始终处于落水人员的距离r之外，以落水人员为中心，r为半径做圆，从救生装置中心O′点出发做一条切线，切线方向即为救生装置的期望运动速度V₁的方向；

由简单三角几何运算可以得出，期望运动方向与云台朝向夹角θ₃为：

式中，L_O′H为救生装置到落水人员的距离，

则救生装置的前进方向V_θ：

V_θ＝θ₂-θ₁-θ₃ (3)

式中，θ₁为救生装置的实际运动方向，与X轴角度，θ₂为云台的朝向与X轴的角度，θ₁和θ₂都可由安装在救生装置和云台上的姿态传感器得出。

5.根据权利要求1所述的海上救生装置的自主目标检测跟踪方法，其特征在于，所述控制的方法为手动控制模式，具体为：首先由母船将救生装置投在海面上，同时所述图像采集装置采集图像信息，通过无线图传模块将图像信息返回到母船，搜救人员能看到母船上的显示的实时画面，搜救人员根据图像传回的信息，锁定落水人员的位置，手动遥控救生装置移动逐渐靠近落水人员，完成救援。