船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)，所述報(bào)警系統(tǒng)包括攝像組件、傳感器組件、圖像預(yù)處理設(shè)備、目標(biāo)識別設(shè)備、目標(biāo)特征提取設(shè)備、目標(biāo)模板存儲設(shè)備和處理設(shè)備，攝像組件、圖像預(yù)處理設(shè)備、目標(biāo)識別設(shè)備和目標(biāo)特征提取設(shè)備依次連接以獲取船舶周邊目標(biāo)的特征，處理設(shè)備與目標(biāo)特征提取設(shè)備和目標(biāo)模板存儲設(shè)備分別連接以識別目標(biāo)類型，處理設(shè)備還基于目標(biāo)特征提取設(shè)備和傳感器組件分別檢測的目標(biāo)距離實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測報(bào)警。通過本發(fā)明，能夠方便船舶及時(shí)檢測船體周圍目標(biāo)的存在，并進(jìn)一步對其進(jìn)行類型識別，同時(shí)還能根據(jù)目標(biāo)與船體的相對位置情況，提供對應(yīng)的報(bào)警信息。
【專利說明】船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明是申請?zhí)枮?01410335703X、申請日為2014年7月15日、發(fā)明名稱為“船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)”的專利的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及船舶預(yù)警領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003]隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及進(jìn)出口貿(mào)易的持續(xù)增長，海上交通運(yùn)輸日益繁忙，大型化、現(xiàn)代化船舶數(shù)量不斷增加，使得本來就不寬裕的航道、港口和近岸水域變得更加擁擠，交通事故不斷出現(xiàn)，同時(shí)海上垃圾的增多，一些近船目標(biāo)與船體的頻繁碰撞，也為船舶的正常行駛帶來了安全隱患。當(dāng)船舶因?yàn)榕c其他船或近船目標(biāo)發(fā)生碰撞而導(dǎo)致船體受損時(shí)，不僅給船舶的運(yùn)營商帶來不小的經(jīng)濟(jì)損失，而且重大的碰撞事故會給船上人員造成人身傷亡，如果是大型油船，甚至?xí)?dǎo)致原油泄漏，使海洋的生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重危害，可能若干年都無法恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
[0004]為了避免船舶與海上其他物體發(fā)生碰撞的事故發(fā)生，在計(jì)算機(jī)技術(shù)和航海技術(shù)快速發(fā)展的今天，人們也開發(fā)了一些船舶附近目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)，安裝在船舶上，對船舶船體附近出現(xiàn)的危險(xiǎn)目標(biāo)進(jìn)行檢測，在必要時(shí)對船上人員報(bào)警，在船體周圍成功搭建了一道防護(hù)預(yù)警網(wǎng)。
[0005]但是，現(xiàn)有技術(shù)中的船舶附近目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)存在一些弊端:(1)只能對近船目標(biāo)進(jìn)行檢測，而無法對目標(biāo)進(jìn)行識別，不方便船上人員制定行駛策略；(2)電子化程度低，無法實(shí)時(shí)動態(tài)顯示多個(gè)近船目標(biāo)的形態(tài)和到船體的相對距離；(3)由于海上環(huán)境復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)的報(bào)警系統(tǒng)存在誤報(bào)警的可能。
[0006]因此，需要一種能夠?qū)繕?biāo)進(jìn)行有效識別并能提高報(bào)警系統(tǒng)自動化程度和準(zhǔn)確度的技術(shù)方案，同時(shí)對多個(gè)近船目標(biāo)進(jìn)行特征識別，判斷出這些目標(biāo)的類型，給行駛?cè)藛T提供重要參考，以及時(shí)改變行駛策略或制定應(yīng)對方案，避免船體受損，保障了船上人員和貨物的安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種新的船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)采集目標(biāo)圖像、目標(biāo)圖像預(yù)處理、目標(biāo)子圖像分割以及目標(biāo)特征識別，及時(shí)獲取近船目標(biāo)的特征和類型，并與多種目標(biāo)相關(guān)的信息一起進(jìn)行綜合顯示，提高了報(bào)警系統(tǒng)的智能化水平，同時(shí)采取圖像距離識別和紅外距離識別兩種距離識別方式，保障了報(bào)警系統(tǒng)的目標(biāo)距離檢測報(bào)警的準(zhǔn)確性。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)，所述報(bào)警系統(tǒng)包括攝像組件、傳感器組件、圖像預(yù)處理設(shè)備、目標(biāo)識別設(shè)備、目標(biāo)特征提取設(shè)備、目標(biāo)模板存儲設(shè)備和處理設(shè)備，攝像組件、圖像預(yù)處理設(shè)備、目標(biāo)識別設(shè)備和目標(biāo)特征提取設(shè)備依次連接以獲取船舶周邊目標(biāo)的特征，處理設(shè)備與目標(biāo)特征提取設(shè)備和目標(biāo)模板存儲設(shè)備分別連接以基于所述船舶周邊目標(biāo)的特征和目標(biāo)模板存儲設(shè)備預(yù)先存儲每一種類型目標(biāo)的特征值識別目標(biāo)類型，處理設(shè)備還基于目標(biāo)特征提取設(shè)備和傳感器組件分別檢測的目標(biāo)距離實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離檢測報(bào)警。
[0009]更具體地，在所述船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)中，所述攝像組件由四個(gè)攝像頭組成，所述四個(gè)攝像頭分別安裝在船舶的頭部、尾部、左側(cè)和右側(cè)，用于分別捕獲船舶前方、后方、左側(cè)和右側(cè)的水面圖像；所述傳感器組件由四個(gè)紅外測距傳感器組成，所述四個(gè)紅外測距傳感器分別安裝在船舶的頭部、尾部、左側(cè)和右側(cè)，用于分別檢測船舶前方、后方、左側(cè)和右側(cè)內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)距離船體的距離并作為第一目標(biāo)距離；所述圖像預(yù)處理設(shè)備連接所述攝像組件以接收船舶前方、后方、左側(cè)和右側(cè)的水面圖像，并對接收到的水面圖像進(jìn)行去噪濾波處理，以獲得預(yù)處理后的水面圖像；所述目標(biāo)識別設(shè)備連接所述圖像預(yù)處理設(shè)備以接收所述預(yù)處理后的水面圖像，并基于全局閾值分割法提取在所述預(yù)處理后的水面圖像中每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像；所述目標(biāo)特征提取設(shè)備連接所述目標(biāo)識別器以獲得所述每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像，基于所述每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像提取每一個(gè)目標(biāo)的特征，所述每一個(gè)目標(biāo)的特征包括點(diǎn)特征、線特征、面特征、目標(biāo)面積、目標(biāo)周長和目標(biāo)中心坐標(biāo)，所述目標(biāo)周長是通過目標(biāo)邊緣檢測而被獲取，還計(jì)算每一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)中心坐標(biāo)到船體的距離以作為第二目標(biāo)距離；所述目標(biāo)模板存儲設(shè)備存儲目標(biāo)模板數(shù)據(jù)庫，所述目標(biāo)模板數(shù)據(jù)庫以目標(biāo)類型為索引，預(yù)先存儲每一種目標(biāo)類型的特征值；所述處理設(shè)備，分別連接傳感器組合、目標(biāo)特征提取設(shè)備、目標(biāo)模板存儲設(shè)備、所述報(bào)警系統(tǒng)的揚(yáng)聲器和所述報(bào)警系統(tǒng)的顯示設(shè)備，當(dāng)接收到的第一目標(biāo)距離和第二目標(biāo)距離的差值小于等于預(yù)定差值閾值時(shí)，進(jìn)入目標(biāo)確定模式，發(fā)出目標(biāo)確定信號，當(dāng)接收到的第一目標(biāo)距離和第二目標(biāo)距離的差值大于預(yù)定差值閾值時(shí)，進(jìn)入目標(biāo)可疑模式，發(fā)出目標(biāo)可疑信號，在目標(biāo)確定模式中，取第一目標(biāo)距離和第二目標(biāo)距離中最小值作為確定目標(biāo)距離，當(dāng)確定目標(biāo)距離為10米和I米之間時(shí)，發(fā)出提醒信號，當(dāng)確定目標(biāo)距離為I米內(nèi)時(shí)，發(fā)出警示信號，并控制所述顯示設(shè)備顯示與目標(biāo)確定信號、目標(biāo)可疑信號、提醒信號或警示信號對應(yīng)的信息，同時(shí)處理設(shè)備將所述每一個(gè)目標(biāo)的特征與目標(biāo)模板數(shù)據(jù)庫中每一種目標(biāo)類型的特征值進(jìn)行逐一匹配，將匹配成功的目標(biāo)類型的模擬圖以該目標(biāo)的目標(biāo)中心坐標(biāo)顯示在所述顯示設(shè)備的模擬界面上，還控制所述揚(yáng)聲器播放與目標(biāo)確定信號、目標(biāo)可疑信號、提醒信號或警不信號對應(yīng)的聲音提不信息；導(dǎo)航設(shè)備，與所述顯示設(shè)備連接以實(shí)時(shí)顯示船舶的位置；無線通信設(shè)備，設(shè)置在船體外殼上，連接所述處理設(shè)備和所述目標(biāo)識別設(shè)備，并在所述處理設(shè)備發(fā)出警示信號時(shí)，將所述目標(biāo)識別設(shè)備提取的每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像發(fā)送給海上救援中心；其中，所述全局閾值分割法是將所述預(yù)處理后的水面圖像的背景的灰度值在整個(gè)圖像中視為恒定，將目標(biāo)與背景視為具有相同的對比度，基于預(yù)設(shè)的全局閾值提取在所述預(yù)處理后的水面圖像中每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像，所述圖像預(yù)處理設(shè)備的去噪濾波處理包括使用自適應(yīng)維納濾波器去除所述圖像預(yù)處理設(shè)備接收到的水面圖像的白噪聲并保留所述圖像預(yù)處理設(shè)備接收到的水面圖像的邊緣和高頻部分；其中，所述圖像預(yù)處理設(shè)備、所述目標(biāo)識別設(shè)備、所述目標(biāo)特征提取設(shè)備、所述目標(biāo)模板存儲設(shè)備、所述處理設(shè)備、所述揚(yáng)聲器、所述顯示設(shè)備和所述導(dǎo)航設(shè)備都安裝在船舶的中控室的前端儀表盤內(nèi)。
[0010]更具體地，在所述船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)中，每一個(gè)紅外測距傳感器包括多個(gè)紅外測距單元，分別對各自預(yù)定的檢測范圍進(jìn)行船舶周圍目標(biāo)的檢測。
[0011 ] 更具體地，在所述船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)中，所述報(bào)警系統(tǒng)將所述處理設(shè)備、所述揚(yáng)聲器、所述顯示設(shè)備和所述導(dǎo)航設(shè)備集成在一塊集成電路板上。
[0012]更具體地，在所述船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)中，所述顯示設(shè)備為液晶顯示器LCD。
[0013]更具體地，在所述船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)還包括用戶輸入設(shè)備，安裝在船舶的中控室的前端儀表盤內(nèi)，并與所述處理設(shè)備連接以用于設(shè)置所述預(yù)定差值閾值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0016]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)中的一塊集成電路板的結(jié)構(gòu)方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將參照附圖對本發(fā)明的船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]船舶是海運(yùn)的交通工具。與陸運(yùn)、空運(yùn)方式比較，海運(yùn)具有一定的優(yōu)勢。首先，避免額外費(fèi)用的產(chǎn)生，陸路運(yùn)輸常常會產(chǎn)生國際電話聯(lián)系費(fèi)用，進(jìn)出口稅，入車場費(fèi)用及種種因查貨而發(fā)生的拖車過夜、逾時(shí)費(fèi)等不可預(yù)見的額外費(fèi)用，采用海運(yùn)運(yùn)輸，盡可省卻了諸如此類不必要的開支；其次，免除重復(fù)報(bào)關(guān)的困擾，陸路運(yùn)輸是逐柜申報(bào)形式報(bào)關(guān)的，而海域報(bào)關(guān)是以每票即每批貨作為報(bào)關(guān)的依據(jù)，如此可免除因多重報(bào)關(guān)而結(jié)生出的額外費(fèi)用，尤其是一次性大貨量進(jìn)出時(shí)，海運(yùn)運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)更加明顯無遺；再次，了卻二次查驗(yàn)的煩惱，因陸路運(yùn)輸要跨越不同的海關(guān)轄區(qū)，所以貨物經(jīng)常遭遇不同關(guān)區(qū)海關(guān)的查驗(yàn)，耗時(shí)，勞神，且常導(dǎo)致拖車到廠時(shí)間之延誤，而致人員、機(jī)具之耗費(fèi)時(shí)間在等待卸貨上，而海運(yùn)運(yùn)輸在當(dāng)?shù)匾淮瓮P(guān)即可，簡便易行，確保貨物運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效，另部分口岸之海關(guān)關(guān)系較佳，較易體諒工廠進(jìn)品貨物之小瑕疵；最后，海運(yùn)可享受場內(nèi)之免費(fèi)倉期，有利于報(bào)關(guān)及合同之周轉(zhuǎn)，因通常碼頭可提供貨到后約5天之免費(fèi)堆存期(視港口規(guī)定而有不同之天數(shù))，故有利于工廠報(bào)關(guān)動作及合同之周轉(zhuǎn)。因此，盡管陸運(yùn)和空運(yùn)在運(yùn)行速度上具有不可比擬的優(yōu)勢，但因?yàn)橐陨现T點(diǎn)，海運(yùn)經(jīng)久不衰。
[0019]為了保障海運(yùn)的經(jīng)濟(jì)效益，船舶的正常運(yùn)行尤其關(guān)鍵。當(dāng)代的船舶偏大型化、電子化方向發(fā)展，通常造價(jià)不菲，海運(yùn)的人員和貨物數(shù)量也相當(dāng)多，一次航海事故造成的人員傷害和經(jīng)濟(jì)損失都是難以彌補(bǔ)的。因此，船舶的安全防護(hù)問題是造船公司一直關(guān)注的重大問題之一，為此進(jìn)行船舶航行預(yù)警系統(tǒng)的多項(xiàng)課題的研究。在船舶的安全防護(hù)問題中，船舶碰撞是最經(jīng)常出現(xiàn)的航運(yùn)事故，船舶碰撞包括船舶之間的碰撞以及船舶與近船物體的碰撞。
[0020]本發(fā)明的船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)，能夠?yàn)榘惭b有報(bào)警系統(tǒng)的船舶自動檢測周圍目標(biāo)的圖像信息并進(jìn)行目標(biāo)特征識別，對識別結(jié)果和目標(biāo)特征信息進(jìn)行綜合顯示，提高了報(bào)警系統(tǒng)的智能化程度，為航海人員提供航行的重要參考數(shù)據(jù)，同時(shí)，采用圖像距離識別和紅外距離識別結(jié)合的方式，也提高了目標(biāo)距離檢測報(bào)警的準(zhǔn)確性。
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述報(bào)警系統(tǒng)包括攝像組件1、傳感器組件2、圖像預(yù)處理設(shè)備3、目標(biāo)識別設(shè)備4、目標(biāo)特征提取設(shè)備5、目標(biāo)模板存儲設(shè)備7和處理設(shè)備6，攝像組件1、圖像預(yù)處理設(shè)備3、目標(biāo)識別設(shè)備4和目標(biāo)特征提取設(shè)備5依次連接以獲取船舶周邊目標(biāo)的特征，處理設(shè)備6與目標(biāo)特征提取設(shè)備5和目標(biāo)模板存儲設(shè)備7分別連接以基于所述船舶周邊目標(biāo)的特征和目標(biāo)模板存儲設(shè)備7預(yù)先存儲每一種類型目標(biāo)的特征值識別目標(biāo)類型，處理設(shè)備6還基于目標(biāo)特征提取設(shè)備5和傳感器組件2分別檢測的目標(biāo)距離實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離檢測報(bào)警。
[0022]其中，在所述船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)中，所述攝像組件I由四個(gè)攝像頭組成，所述四個(gè)攝像頭分別安裝在船舶的頭部、尾部、左側(cè)和右側(cè)，用于分別捕獲船舶前方、后方、左側(cè)和右側(cè)的水面圖像；所述傳感器組件2由四個(gè)紅外測距傳感器組成，所述四個(gè)紅外測距傳感器分別安裝在船舶的頭部、尾部、左側(cè)和右側(cè)，用于分別檢測船舶前方、后方、左側(cè)和右側(cè)內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)距離船體的距離并作為第一目標(biāo)距離；所述圖像預(yù)處理設(shè)備3連接所述攝像組件I以接收船舶前方、后方、左側(cè)和右側(cè)的水面圖像，并對接收到的水面圖像進(jìn)行去噪濾波處理，以獲得預(yù)處理后的水面圖像；所述目標(biāo)識別設(shè)備4連接所述圖像預(yù)處理設(shè)備3以接收所述預(yù)處理后的水面圖像，并基于全局閾值分割法提取在所述預(yù)處理后的水面圖像中每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像；所述目標(biāo)特征提取設(shè)備5連接所述目標(biāo)識別器4以獲得所述每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像，基于所述每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像提取每一個(gè)目標(biāo)的特征，所述每一個(gè)目標(biāo)的特征包括點(diǎn)特征、線特征、面特征、目標(biāo)面積、目標(biāo)周長和目標(biāo)中心坐標(biāo)，所述目標(biāo)周長是通過目標(biāo)邊緣檢測而被獲取，還計(jì)算每一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)中心坐標(biāo)到船體的距離以作為第二目標(biāo)距離；所述目標(biāo)模板存儲設(shè)備7存儲目標(biāo)模板數(shù)據(jù)庫，所述目標(biāo)模板數(shù)據(jù)庫以目標(biāo)類型為索引，預(yù)先存儲每一種目標(biāo)類型的特征值；所述處理設(shè)備6，分別連接傳感器組合2、目標(biāo)特征提取設(shè)備5、目標(biāo)模板存儲設(shè)備7、所述報(bào)警系統(tǒng)的揚(yáng)聲器和所述報(bào)警系統(tǒng)的顯示設(shè)備，當(dāng)接收到的第一目標(biāo)距離和第二目標(biāo)距離的差值小于等于預(yù)定差值閾值時(shí)，進(jìn)入目標(biāo)確定模式，發(fā)出目標(biāo)確定信號，當(dāng)接收到的第一目標(biāo)距離和第二目標(biāo)距離的差值大于預(yù)定差值閾值時(shí)，進(jìn)入目標(biāo)可疑模式，發(fā)出目標(biāo)可疑信號，在目標(biāo)確定模式中，取第一目標(biāo)距離和第二目標(biāo)距離中最小值作為確定目標(biāo)距離，當(dāng)確定目標(biāo)距離為10米和I米之間時(shí)，發(fā)出提醒信號，當(dāng)確定目標(biāo)距離為I米內(nèi)時(shí)，發(fā)出警示信號，并控制所述顯示設(shè)備顯示與目標(biāo)確定信號、目標(biāo)可疑信號、提醒信號或警示信號對應(yīng)的信息，同時(shí)處理設(shè)備6將所述每一個(gè)目標(biāo)的特征與目標(biāo)模板數(shù)據(jù)庫中每一種目標(biāo)類型的特征值進(jìn)行逐一匹配，將匹配成功的目標(biāo)類型的模擬圖以該目標(biāo)的目標(biāo)中心坐標(biāo)顯示在所述顯示設(shè)備的模擬界面上，還控制所述揚(yáng)聲器播放與目標(biāo)確定信號、目標(biāo)可疑信號、提醒信號或警示信號對應(yīng)的聲音提示信息；導(dǎo)航設(shè)備，與所述顯示設(shè)備連接以實(shí)時(shí)顯示船舶的位置；無線通信設(shè)備，設(shè)置在船體外殼上，連接所述處理設(shè)備6和所述目標(biāo)識別設(shè)備4，并在所述處理設(shè)備6發(fā)出警示信號時(shí)，將所述目標(biāo)識別設(shè)備4提取的每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像發(fā)送給海上救援中心；其中，所述全局閾值分割法是將所述預(yù)處理后的水面圖像的背景的灰度值在整個(gè)圖像中視為恒定，將目標(biāo)與背景視為具有相同的對比度，基于預(yù)設(shè)的全局閾值提取在所述預(yù)處理后的水面圖像中每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像，所述圖像預(yù)處理設(shè)備3的去噪濾波處理包括使用自適應(yīng)維納濾波器去除所述圖像預(yù)處理設(shè)備3接收到的水面圖像的白噪聲并保留所述圖像預(yù)處理設(shè)備3接收到的水面圖像的邊緣和高頻部分；其中，所述圖像預(yù)處理設(shè)備3、所述目標(biāo)識別設(shè)備4、所述目標(biāo)特征提取設(shè)備5、所述目標(biāo)模板存儲設(shè)備7、所述處理設(shè)備6、所述揚(yáng)聲器、所述顯示設(shè)備和所述導(dǎo)航設(shè)備都安裝在船舶的中控室的前端儀表盤內(nèi)。
[0023]其中，所述報(bào)警系統(tǒng)中，每一個(gè)紅外測距傳感器可以包括多個(gè)紅外測距單元，分別對各自預(yù)定的檢測范圍進(jìn)行船舶周圍目標(biāo)的檢測；所述報(bào)警系統(tǒng)還可以將所述處理設(shè)備6、所述揚(yáng)聲器、所述顯示設(shè)備和所述導(dǎo)航設(shè)備集成在一塊集成電路板上，如圖2所示，所述揚(yáng)聲器、所述顯示設(shè)備和所述導(dǎo)航設(shè)備分別與所述處理設(shè)備6連接，所述導(dǎo)航設(shè)備與所述顯示設(shè)備連接；以及可選地，所述顯示設(shè)備可以為液晶顯示器LCD，根據(jù)用戶需求，可為所述液晶顯示器LCD訂造不同的顯示分辨率；另外，所述報(bào)警系統(tǒng)還可以包括用戶輸入設(shè)備，也被安裝在船舶的中控室的前端儀表盤內(nèi)，并與所述處理設(shè)備6連接以用于設(shè)置所述預(yù)定差值閾值。
[0024]另外，紅外測距傳感器是用紅外線為介質(zhì)的測量系統(tǒng)，按照功能可分成五類:(I)輻射計(jì)，用于輻射和光譜測量；(2)搜索和跟蹤系統(tǒng)，用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo)，確定其空間位置并對它的運(yùn)動進(jìn)行跟蹤；(3)熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個(gè)目標(biāo)紅外輻射的分布圖像；
(4)紅外測距和通信系統(tǒng)；(5)混合系統(tǒng)，是指以上各類系統(tǒng)中的兩個(gè)或者多個(gè)的組合。其按探測機(jī)理可分成為光子探測器和熱探測器。紅外傳感技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代科技、國防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。其原理為，紅外測距傳感器具有一對紅外信號發(fā)射與接收二極管，利用的紅外測距傳感器例如LDM301發(fā)射出一束紅外光，在照射到物體后形成一個(gè)反射的過程，反射到傳感器后接收信號，然后利用CCD圖像處理接收發(fā)射與接收的時(shí)間差的數(shù)據(jù)。經(jīng)信號處理器處理后計(jì)算出物體的距離。這不僅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。測量距離遠(yuǎn)，很高的頻率響應(yīng)，適合于惡劣的環(huán)境中。
[0025]另外，維納濾波器(Wiener filter)是由數(shù)學(xué)家維納(Rorbert Wiener)提出的一種以最小平方為最優(yōu)準(zhǔn)則的線性濾波器。在一定的約束條件下，其輸出與一給定函數(shù)(通常稱為期望輸出)的差的平方達(dá)到最小，通過數(shù)學(xué)運(yùn)算最終可變?yōu)橐粋€(gè)托布利茲方程的求解問題。維納濾波器又被稱為最小二乘濾波器或最小平方濾波器，目前是基本的濾波方法之一。維納濾波是利用平穩(wěn)隨機(jī)過程的相關(guān)特性和頻譜特性對混有噪聲的信號進(jìn)行濾波的方法。
[0026]采用本發(fā)明的船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)，針對現(xiàn)有船舶報(bào)警系統(tǒng)無目標(biāo)識別且電子化低、容易距離誤判的技術(shù)問題，采用圖像識別的方式實(shí)時(shí)對近船多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行特征提取和目標(biāo)識別，將目標(biāo)信息進(jìn)行綜合顯示，同時(shí)通過圖像距離識別和紅外距離識別結(jié)合的手段，并在緊急情況上傳目標(biāo)子圖像到海上救援中心，從而提高目標(biāo)距離檢測報(bào)警的精度，為船上操作人員提供重要參考，以便他們合理規(guī)劃航線，避免船舶碰撞事故的發(fā)生，保障船舶運(yùn)營方的經(jīng)濟(jì)利益和船上人員的人身安全。
[0027]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)警系統(tǒng)包括攝像組件、傳感器組件、圖像預(yù)處理設(shè)備、目標(biāo)識別設(shè)備、目標(biāo)特征提取設(shè)備、目標(biāo)模板存儲設(shè)備和處理設(shè)備，攝像組件、圖像預(yù)處理設(shè)備、目標(biāo)識別設(shè)備和目標(biāo)特征提取設(shè)備依次連接以獲取船舶周邊目標(biāo)的特征，處理設(shè)備與目標(biāo)特征提取設(shè)備和目標(biāo)模板存儲設(shè)備分別連接以基于所述船舶周邊目標(biāo)的特征和目標(biāo)模板存儲設(shè)備預(yù)先存儲每一種類型目標(biāo)的特征值識別目標(biāo)類型，處理設(shè)備還基于目標(biāo)特征提取設(shè)備和傳感器組件分別檢測的目標(biāo)距離實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離檢測報(bào)目O
2.如權(quán)利要求1所述的船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于: 所述攝像組件由四個(gè)攝像頭組成，所述四個(gè)攝像頭分別安裝在船舶的頭部、尾部、左側(cè)和右側(cè)，用于分別捕獲船舶前方、后方、左側(cè)和右側(cè)的水面圖像； 所述傳感器組件由四個(gè)紅外測距傳感器組成，所述四個(gè)紅外測距傳感器分別安裝在船舶的頭部、尾部、左側(cè)和右側(cè)，用于分別檢測船舶前方、后方、左側(cè)和右側(cè)內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)距離船體的距離并作為第一目標(biāo)距離； 所述圖像預(yù)處理設(shè)備連接所述攝像組件以接收船舶前方、后方、左側(cè)和右側(cè)的水面圖像，并對接收到的水面圖像進(jìn)行去噪濾波處理，以獲得預(yù)處理后的水面圖像； 所述目標(biāo)識別設(shè)備連接所述圖像預(yù)處理設(shè)備以接收所述預(yù)處理后的水面圖像，并基于全局閾值分割法提取在所述預(yù)處理后的水面圖像中每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像； 所述目標(biāo)特征提取設(shè)備連接所述目標(biāo)識別器以獲得所述每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像，基于所述每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像提取每一個(gè)目標(biāo)的特征，所述每一個(gè)目標(biāo)的特征包括點(diǎn)特征、線特征、面特征、目標(biāo)面積、目標(biāo)周長和目標(biāo)中心坐標(biāo)，所述目標(biāo)周長是通過目標(biāo)邊緣檢測而被獲取，還計(jì)算每一個(gè)目標(biāo)的目標(biāo)中心坐標(biāo)到船體的距離以作為第二目標(biāo)距離； 所述目標(biāo)模板存儲設(shè)備存儲目標(biāo)模板數(shù)據(jù)庫，所述目標(biāo)模板數(shù)據(jù)庫以目標(biāo)類型為索弓I，預(yù)先存儲每一種目標(biāo)類型的特征值； 所述處理設(shè)備，分別連接傳感器組合、目標(biāo)特征提取設(shè)備、目標(biāo)模板存儲設(shè)備、所述報(bào)警系統(tǒng)的揚(yáng)聲器和所述報(bào)警系統(tǒng)的顯示設(shè)備，當(dāng)接收到的第一目標(biāo)距離和第二目標(biāo)距離的差值小于等于預(yù)定差值閾值時(shí)，進(jìn)入目標(biāo)確定模式，發(fā)出目標(biāo)確定信號，當(dāng)接收到的第一目標(biāo)距離和第二目標(biāo)距離的差值大于預(yù)定差值閾值時(shí)，進(jìn)入目標(biāo)可疑模式，發(fā)出目標(biāo)可疑信號，在目標(biāo)確定模式中，取第一目標(biāo)距離和第二目標(biāo)距離中最小值作為確定目標(biāo)距離，當(dāng)確定目標(biāo)距離為10米和I米之間時(shí)，發(fā)出提醒信號，當(dāng)確定目標(biāo)距離為I米內(nèi)時(shí)，發(fā)出警示信號，并控制所述顯示設(shè)備顯示與目標(biāo)確定信號、目標(biāo)可疑信號、提醒信號或警示信號對應(yīng)的信息，同時(shí)處理設(shè)備將所述每一個(gè)目標(biāo)的特征與目標(biāo)模板數(shù)據(jù)庫中每一種目標(biāo)類型的特征值進(jìn)行逐一匹配，將匹配成功的目標(biāo)類型的模擬圖以該目標(biāo)的目標(biāo)中心坐標(biāo)顯示在所述顯示設(shè)備的模擬界面上，還控制所述揚(yáng)聲器播放與目標(biāo)確定信號、目標(biāo)可疑信號、提醒信號或警示信號對應(yīng)的聲音提示信息； 導(dǎo)航設(shè)備，與所述顯示設(shè)備連接以實(shí)時(shí)顯示船舶的位置； 無線通信設(shè)備，設(shè)置在船體外殼上，連接所述處理設(shè)備和所述目標(biāo)識別設(shè)備，并在所述處理設(shè)備發(fā)出警示信號時(shí)，將所述目標(biāo)識別設(shè)備提取的每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像發(fā)送給海上救援中心； 其中，所述全局閾值分割法是將所述預(yù)處理后的水面圖像的背景的灰度值在整個(gè)圖像中視為恒定，將目標(biāo)與背景視為具有相同的對比度，基于預(yù)設(shè)的全局閾值提取在所述預(yù)處理后的水面圖像中每一個(gè)目標(biāo)所在的目標(biāo)子圖像，所述圖像預(yù)處理設(shè)備的去噪濾波處理包括使用自適應(yīng)維納濾波器去除所述圖像預(yù)處理設(shè)備接收到的水面圖像的白噪聲并保留所述圖像預(yù)處理設(shè)備接收到的水面圖像的邊緣和高頻部分； 其中，所述圖像預(yù)處理設(shè)備、所述目標(biāo)識別設(shè)備、所述目標(biāo)特征提取設(shè)備、所述目標(biāo)模板存儲設(shè)備、所述處理設(shè)備、所述揚(yáng)聲器、所述顯示設(shè)備和所述導(dǎo)航設(shè)備都安裝在船舶的中控室的前端儀表盤內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的船舶周邊目標(biāo)檢測報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于: 每一個(gè)紅外測距傳感器包括多個(gè)紅外測距單元，分別對各自預(yù)定的檢測范圍進(jìn)行船舶周圍目標(biāo)的檢測。
【文檔編號】G08G3/02GK104408974SQ201410828277
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:王曉東