[发明专利]一种海上救生装置的自主目标检测跟踪方法

说明书

本发明公开一种海上救生装置的自主目标检测跟踪方法，在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，图像采集装置装在两自由度云台上，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，或通过在救生装置上安装边缘计算模块，图像处理直接在救生装置上进行，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。本发明通过在现有海上救援装置上安装图像采集装置，通过图像目标检测算法，提取图像当中的落水人员位置，作为反馈控制救生装置的运动和后续救援动作。

技术领域

本发明涉及一种海上救生装置的自主目标检测跟踪方法。

背景技术

国内外对于落海人员救捞的防救装备和方法主要都采用一些比较传统的救捞方式，比如，发射缆绳、抛掷救生圈、充气橡皮筏或者直升机救援等。但是这些都不适用于海况恶劣或者落海人员处于受伤或者昏迷的情况下，因此自带动力的海上搜救装置近年来越来越多，这些装置能够在恶劣环境下自主靠近落水人员，并能够将无意识的落水人员救捞上来。但又出现了新的问题，搜救装置在救助落水人员之前，如何确定人员在海上的确切位置。

在营救海上落水人员时，由于母船或者救生艇为欠驱动大惯性时滞系统，无法实现精准动力定位，同时防止救生艇靠近落水人员时造成二次伤害，通常需要投放海上救生装置完成打捞救援。传统的海上救生装置包括救生圈，救生网，充气橡皮艇等，这些救生装置需要搜救人员投放到落水人员附近，落水人员自行完成剩余救援步骤。近年来新增加了一些带有动力的海上救援装置，在工作人员的遥控下自主靠近落水人员，能在落水人员无意识或者受伤的情况下完成救援。

目前的海上救援装置虽然部分有自主动力系统，但仍由母船上的搜救人员人工对装置进行遥控。在遥控过程中，经常会因为第一视角和装置不统一，无法自由遥控，同时在遥控过程中装置无法距离搜救人员太远，否则会因为搜救人员的视野问题遥控出错，错过落水人员造成救援的延误，还有可能会直接撞上落水人员，对人员造成二次伤害。同时因为一个海上救援装置需要一名或多名搜救人员进行操控，造成投放出的救援装置有限，无法快速及时的对落水人员进行救援，延误落水人员的救援时间，造成生命安全。

目标检测任务是找出图像或视频中人们感兴趣的物体，并同时检测出它们的位置和大小。目标检测的发展脉络可以划分为两个周期：传统目标检测算法时期(1998年-2014年)和基于深度学习的目标检测算法时期(2014年-至今)。而基于深度学习的目标检测算法又发展成了两条技术路线：单阶段方法和双阶段方法。

图像增强是有目的地强调图像的整体或局部特性，例如改善图像的颜色、亮度和对比度等，将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，抑制不感兴趣的特征，提高图像的视觉效果。近年来，卷积神经网络在很多低层次的计算机视觉任务中取得了巨大突破，包括图像超分辨、去模糊、去雾、去噪、图像增强等。

发明内容

为解决以上现有技术存在的问题，提出了一种应用在海上救援装置上的自主目标检测方法，通过在现有海上救援装置上安装图像采集装置，通过图像目标检测算法，提取图像当中的落水人员位置，作为反馈控制装置的运动和后续救援动作。

本发明可通过以下技术方案予以实现：

一种海上救生装置的自主目标检测跟踪方法，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。