專利名稱：數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)和用該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)和用該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。
背景技術(shù)：
船舶能夠在水中按照駕駛者的意圖航行，使船舶改變航向或維持指定航向，是依靠改變舵角來實(shí)現(xiàn)的。舵角指示器是在海上航行的各種大小船舶的必備設(shè)備，其作用是將船舶航行中的舵角方位信息傳送到駕駛操舵等位置。以往的舵角測(cè)量方式為一個(gè)人讀舵角數(shù)，一個(gè)人觀察秒表，一個(gè)人計(jì)數(shù)，手工記錄舵角變化數(shù)值，供試驗(yàn)后分析用，此過程至少需要三人同時(shí)進(jìn)行，而且精度、頻率都不能得到很好的保證。手工記錄舵角變化數(shù)值的方式除了浪費(fèi)人力、精度得不到保證的弊端外，此方式與高速發(fā)展的科技水平是極其不符的。在航運(yùn)發(fā)展越來越智能化的今天，完全擺脫試驗(yàn)中的人為因素，采用數(shù)字化手段來解決實(shí)船舵角實(shí)時(shí)測(cè)量的問題，已成為必要的發(fā)展方向。在為避免影響儀器精度、對(duì)航船上舵角以及舵角指示器等精密儀器不適宜做大量改動(dòng)的情況下，采集的無干擾性也是倍受關(guān)注的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)此現(xiàn)狀，本申請(qǐng)的發(fā)明目的在于提供一種基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的全自動(dòng)舵角采集分析系統(tǒng)和用該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法，通過圖像采集和數(shù)字化圖像處理，針對(duì)實(shí)船試驗(yàn)的特殊環(huán)境和航船上受限的條件，擺脫人為因素造成的觀測(cè)誤差，在不干擾精準(zhǔn)儀器等設(shè)施的情況下，采用圖像采集技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)，利用攝像機(jī)及便攜式電腦實(shí)現(xiàn)對(duì)舵角的全自動(dòng)采集，為后續(xù)試驗(yàn)分析提供精準(zhǔn)資料。為了完成本申請(qǐng)的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明的一種數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)，它包括舵、舵角指示器、攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)處理單元，其中所述的攝像機(jī)裝在舵角指示器的正上方，攝像機(jī)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)舵角指示器，攝像機(jī)還與電腦處理器相連；本發(fā)明的一種數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)，其中所述攝像機(jī)通過信息線與計(jì)算機(jī)處理單元相連；本發(fā)明的一種數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)，其中所述攝像機(jī)通過藍(lán)牙適配器與計(jì)算機(jī)處理單元相連；本發(fā)明的一種數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)，其中所述攝像機(jī)為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)；本發(fā)明的一種用數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)來進(jìn)行舵角指示器數(shù)據(jù)處理的方法， 其中它包括以下步驟(1)用攝像機(jī)實(shí)時(shí)地采集舵角指示器的表盤圖像；(2)將上述圖像傳輸給計(jì)算機(jī)處理單元；
(3)在計(jì)算機(jī)處理單元中對(duì)所述的圖像依次進(jìn)行圖像數(shù)字處理、圖像特征識(shí)別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，以得到精確的舵角變化的角度；本發(fā)明的一種的方法，其中所述的攝像機(jī)每秒采集5-25幀圖片。本發(fā)明的系統(tǒng)和用該系統(tǒng)來進(jìn)行舵角指示器數(shù)據(jù)處理的方法基于實(shí)船試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，以及船上的儀器均為精密儀器，如果舵角指示器等發(fā)生改變，其精度必將會(huì)受到干擾，精度的改變將會(huì)給駕駛者操作過程中帶來不必要的麻煩，容易發(fā)生航行航向的錯(cuò)誤操控，導(dǎo)致航行過程中的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生?；谝陨鲜芟抟蛩?，利用架設(shè)攝像機(jī)的方式采集舵角指示器的狀態(tài)圖片，對(duì)舵角指示器不做任何改動(dòng)，完全能夠保證其在不受任何影響的狀態(tài)下獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，而用本發(fā)明系統(tǒng)再對(duì)采集到的狀態(tài)圖片進(jìn)一步分析。它能夠?yàn)楹酱囼?yàn)分析提供良好的數(shù)據(jù)依據(jù)，使駕駛者更精準(zhǔn)的掌握航行方向，以便更好的進(jìn)行航行過程中操控。


圖1為本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)的示意圖；圖2為用本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)來進(jìn)行舵角指示器數(shù)據(jù)處理的方法的框圖。在圖1中標(biāo)號(hào)1為舵；標(biāo)號(hào)2為舵角指示器；標(biāo)號(hào)3為攝像機(jī)；標(biāo)號(hào)4為計(jì)算機(jī)處
理單元。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)包括舵1、舵角指示器2、攝像機(jī)3和計(jì)算機(jī)處理單元4，攝像機(jī)3裝在舵角指示器2的正上方，攝像機(jī)3的鏡頭對(duì)準(zhǔn)舵角指示器2，攝像機(jī)3還與電腦處理器4通過信息線或者通過藍(lán)牙適配器相連。攝像機(jī)3為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。如圖2所示，本發(fā)明的用數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)來進(jìn)行舵角指示器2數(shù)據(jù)處理的方法，它包括以下步驟(1).用攝像機(jī)3實(shí)時(shí)地采集舵角指示器2的表盤圖像；攝像機(jī)3每秒采集5-25幀圖片；攝像機(jī)3每秒最快采集25幀圖片；(2).將上述圖像傳輸給計(jì)算機(jī)處理單元4 ；(3).在計(jì)算機(jī)處理單元4中對(duì)所述的圖像依次進(jìn)行圖像數(shù)字處理、圖像特征識(shí)別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，以得到精確的舵角變化的角度。通過圖像采集將采集到的狀態(tài)圖片傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理單元4中進(jìn)行圖像數(shù)字處理，然后系統(tǒng)利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對(duì)資源圖片進(jìn)行特征識(shí)別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)舵角量測(cè)過程的全自動(dòng)采集和分析。由于圖像采集獲得的為舵角指示器上的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)直接反應(yīng)了船舶航行中的舵角位置信息，所以圖像數(shù)字處理的即為舵角信息，整個(gè)過程減少了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，保證了舵角指示器等儀器的精準(zhǔn)不受干擾，減少了系統(tǒng)誤差，同時(shí)提高了舵角量測(cè)的精度。此發(fā)明選用無干擾數(shù)字化攝像方式實(shí)現(xiàn)了舵角信息的采集與量測(cè)。以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋，不是對(duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求，在不違背本發(fā)明的精神的情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)，它包括舵(1)、舵角指示器(2)、攝像機(jī)(3)和計(jì)算機(jī)處理單元(4)，其特征在于所述的攝像機(jī)(3)裝在舵角指示器(2)的正上方，攝像機(jī) (3)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)舵角指示器(2)，攝像機(jī)(3)還與計(jì)算機(jī)處理單元(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機(jī)(3) 通過信息線與計(jì)算機(jī)處理單元(4)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機(jī)(3) 通過藍(lán)牙適配器與計(jì)算機(jī)處理單元(4)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機(jī) (3)為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。
5.一種用權(quán)利要求4所述的數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)來進(jìn)行舵角指示器(2)數(shù)據(jù)處理的方法，其特征在于它包括以下步驟(1)用攝像機(jī)⑶實(shí)時(shí)地采集舵角指示器⑵的表盤圖像；(2)將上述圖像傳輸給計(jì)算機(jī)處理單元(4)；(3)在計(jì)算機(jī)處理單元(4)中對(duì)所述的圖像依次進(jìn)行圖像數(shù)字處理、圖像特征識(shí)別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，以得到精確的舵角變化角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的攝像機(jī)(3)每秒采集5-25幀圖片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)，它包括舵、舵角指示器、攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)處理單元，所述的攝像機(jī)裝在舵角指示器的正上方，攝像機(jī)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)舵角指示器，攝像機(jī)還與計(jì)算機(jī)處理單元相連；一種用數(shù)字?jǐn)z像舵角采集分析系統(tǒng)來進(jìn)行舵角指示器數(shù)據(jù)處理的方法包括以下步驟(1)用攝像機(jī)實(shí)時(shí)地采集舵角指示器的表盤圖像；(2)將上述圖像傳輸給計(jì)算機(jī)處理單元；(3)在計(jì)算機(jī)處理單元中對(duì)所述的圖像依次進(jìn)行圖像數(shù)字處理、圖像特征識(shí)別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，以得到精確的舵角變化角度；舵角采集系統(tǒng)能夠?yàn)楹酱囼?yàn)分析提供良好的數(shù)據(jù)依據(jù)，使駕駛者更精準(zhǔn)的掌握航行方向，以便更好的進(jìn)行航行過程中操控。
文檔編號(hào)B63H25/36GK102211658SQ20101014291
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者曲兆松, 楊勝發(fā), 秦宗模 申請(qǐng)人:云南省航務(wù)管理局, 北京尚水信息技術(shù)有限責(zé)任公司, 重慶交通大學(xué)