基于视频识别的航标监测方法及船载航标智能巡检设备技术

本发明专利技术公开了一种基于视频识别的航标监测方法及船载航标智能巡检设备，其通过采集各种航标类型的标准图像信息，对标准图像信息设置对应的航标类型标签，并提取标准图像信息对应的标准涂色信息、标准结构信息；根据该标准图像信息、标准涂色信息、标准结构信息进行创建航标识别模型；通过提取当前航标的视频信息中的关键图像帧，将该关键图像帧输入航标识别模型，实现航标类型、航标涂色状态、航标结构状态的智能化识别，从而自动获取准确的航标状态，便于对褪色航标或结构损坏航标进行及时维护，及时修复失常航标，提高航标可用性，确保航标效能持续稳定，促进航标的巡检、维护、管理由信息化向智能化转变，极大提高了航标巡检质量和效率。

Navigation mark monitoring method based on video recognition and intelligent inspection equipment for ship borne navigation mark

【技术实现步骤摘要】
基于视频识别的航标监测方法及船载航标智能巡检设备
本专利技术涉及航标管理及监控
，特别是一种基于视频识别的航标监测方法及其应用该方法的设备。
技术介绍
航标是助航标志的简称，指标示航道方向、界限与碍航物的标志，包括过河标、沿岸标、导标、过渡导标、首尾导标、侧面标、左右通航标、示位标、泛滥标和桥涵标等。航标设置在通航水域及其附近，用以表示航道、锚地、碍航物、浅滩等，或作为定位、转向的标志等等，也用以传送信号，如标示水深，预告风情，指挥狭窄水道交通等。航标系统是海上交通安全保障体系的重要组成部分，其信息的准确性和可靠性对船舶的航行安全至关重要，而且其运行状态的好坏，将直接影响到船舶的正常运行甚至船员的人身安全。我国传统的航标维护和管理方式大多数是采用人工模式，即重点航标专人值守(如大型灯塔)、小型航标定时巡检、值班和维护人员定时人工记录航标工作状态的管理模式。显然这种被动、滞后的信息传递方式，难以做到及时、准确地掌握航标的运行状态，势必增大航标管理的难度和管理成本，制约了航标管理效能的进一步提高，难以满足现代海运业对航标服务水平的要求。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供了一种基于视频识别的航标监测方法及船载航标智能巡检设备，其通过采集航标的视频信息以及对视频信息进行识别分析，从而自动获取准确的航标状态，促进航标的巡检、维护、管理由信息化向智能化转变，极大提高了航标巡检质量和效率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于视频识别的航标监测方法，其包括以下步骤：采集各种航标类型的标准图像信息，对所述标准图像信息设置对应的航标类型标签，并提取所述标准图像信息对应的标准涂色信息、标准结构信息；根据该标准图像信息、标准涂色信息、标准结构信息进行创建航标识别模型；通过提取当前航标的视频信息中的关键图像帧，将该关键图像帧输入所述航标识别模型，得到当前航标所属的航标类型。优选的，根据当前航标所属的航标类型得到当前航标对应的标准涂色信息；提取当前航标的涂色信息；将当前航标的涂色信息与所述标准涂色信息进行比对，判断当前航标是否褪色。进一步的，判断当前航标是否褪色，是通过计算当前航标的涂色信息中的指定位置的颜色值与所述标准涂色信息中的对应位置的标准颜色值之间的差值，判断所述差值的绝对值是否超过异常临界值，若是，则判定当前航标褪色。优选的，根据当前航标所属的航标类型得到当前航标对应的标准结构信息；提取当前航标的结构信息；将当前航标的结构信息与所述标准结构信息进行比对，判断当前航标是否损坏或倾斜。进一步的，判断当前航标是否损坏，是根据当前航标的结构信息与所述标准结构信息，将当前航标的关键图像帧与所述标准图像信息进行对齐处理，根据对齐处理结果判断当前航标的缺损部位。进一步的，判断当前航标是否倾斜，是通过计算当前航标的结构信息中的顶标、浮身、浮体之间的相对位置，并与所述标准结构信息中的顶标、浮身、浮体之间的标准相对位置进行比对，根据比对结果判断当前航标的顶标、浮身、浮体的任一部件是否倾斜。优选的，通过巡检获取航标的视频信息；获取所述视频信息的拍摄角度和拍摄焦距；根据所述拍摄角度和所述拍摄焦距计算所述视频信息中的航标位置与所述视频信息的拍摄位置之间的偏距；获取拍摄位置的经纬度信息；根据所述偏距和所述拍摄位置的经纬度信息，计算得到所述航标的经纬度信息。优选的，还包括对所述视频信息进行实时显示，以及在实时显示的拍摄画面中标注所述航标的显示位置。与所述航标监测方法相对应的，本专利技术还提供一种基于视频识别的船载航标智能巡检设备，其包括：航标数据中心，其通过采集各种航标类型的标准图像信息，对所述标准图像信息设置对应的航标类型标签，并提取所述标准图像信息对应的标准涂色信息、标准结构信息；根据该标准图像信息、标准涂色信息、标准结构信息进行创建航标识别模型；分析设备，通过提取当前航标的视频信息中的关键图像帧，将该关键图像帧输入所述航标识别模型，得到当前航标所属的航标类型；并对视频识别结果进行分析并形成航标状态的巡检报告；可视化设备，用于对所述视频信息进行实时显示，以及在实时显示的拍摄画面中标注所述航标的显示位置。优选的，还包括：摄像机，其通过巡检获取航标的视频信息；方位传感器，用于获取所述视频信息的拍摄角度和拍摄焦距；根据所述拍摄角度和所述拍摄焦距计算所述视频信息中的航标位置与所述视频信息的拍摄位置之间的偏距；GPS定位装置，用于获取拍摄位置的经纬度信息；根据所述偏距和所述拍摄位置的经纬度信息，计算得到所述航标的经纬度信息。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术根据各种航标类型对应的标准图像信息、标准涂色信息、标准结构信息等建立航标识别模型，从而能够实现航标类型、航标涂色状态、航标结构状态的智能化识别，便于对褪色航标或结构损坏航标进行及时维护，及时修复失常航标，提高航标可用性，确保航标效能持续稳定。(2)本专利技术通过采集航标的视频信息以及对视频信息进行识别分析，从而自动获取准确的航标状态，促进航标的巡检、维护、管理由信息化向智能化转变，极大提高了航标巡检质量和效率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术一种基于视频识别的船载航标智能巡检设备示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的一种基于视频识别的航标监测方法，其通过采集各种航标类型的标准图像信息，对所述标准图像信息设置对应的航标类型标签，并提取所述标准图像信息对应的标准涂色信息、标准结构信息；根据该标准图像信息、标准涂色信息、标准结构信息进行创建航标识别模型。本专利技术基于深度学习的图像特征提取和分析，对摄像机拍摄的视频信息(图像序列)进行自动分析，实现对场景中的目标(航标)进行提取、识别；基于学习的视频行为分析技术综合感知机器学习和计算机视觉，利用对人类大脑学习和记忆过程研究的成果并将此过程应用到视觉数据的分析。本实施例通过所述航标识别模型实现以下功能：(1)航标类型判断：通过提取当前航标的视频信息中的关键图像帧，将该关键图像帧输入所述航标识别模型，得到当前航标所属的航标类型。本实施例通过视频图像识别核心算法的研究和机器学习技术，对航标进行标体识别，将当前的视频信息中的关键图像帧与航标的标准图像信息相对比，判断识别出航标类别，并标注出航标在视频图像中的相对位置。(2)航标涂色判断：根据当前航标所属的航标类型得到当前航标对应的标准涂色信息；提取当前航标的涂色信息；将当前航标的涂色信息与所述标准涂色信息进行比对，判断当前航标是否本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视频识别的航标监测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n采集各种航标类型的标准图像信息，对所述标准图像信息设置对应的航标类型标签，并提取所述标准图像信息对应的标准涂色信息、标准结构信息；/n根据该标准图像信息、标准涂色信息、标准结构信息进行创建航标识别模型；/n通过提取当前航标的视频信息中的关键图像帧，将该关键图像帧输入所述航标识别模型，得到当前航标所属的航标类型。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于视频识别的航标监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集各种航标类型的标准图像信息，对所述标准图像信息设置对应的航标类型标签，并提取所述标准图像信息对应的标准涂色信息、标准结构信息；
根据该标准图像信息、标准涂色信息、标准结构信息进行创建航标识别模型；
通过提取当前航标的视频信息中的关键图像帧，将该关键图像帧输入所述航标识别模型，得到当前航标所属的航标类型。


2.根据权利要求1所述的一种基于视频识别的航标监测方法，其特征在于：根据当前航标所属的航标类型得到当前航标对应的标准涂色信息；提取当前航标的涂色信息；将当前航标的涂色信息与所述标准涂色信息进行比对，判断当前航标是否褪色。


3.根据权利要求2所述的一种基于视频识别的航标监测方法，其特征在于：判断当前航标是否褪色，是通过计算当前航标的涂色信息中的指定位置的颜色值与所述标准涂色信息中的对应位置的标准颜色值之间的差值，判断所述差值的绝对值是否超过异常临界值，若是，则判定当前航标褪色。


4.根据权利要求1所述的一种基于视频识别的航标监测方法，其特征在于：根据当前航标所属的航标类型得到当前航标对应的标准结构信息；提取当前航标的结构信息；将当前航标的结构信息与所述标准结构信息进行比对，判断当前航标是否损坏或倾斜。


5.根据权利要求4所述的一种基于视频识别的航标监测方法，其特征在于：判断当前航标是否损坏，是根据当前航标的结构信息与所述标准结构信息，将当前航标的关键图像帧与所述标准图像信息进行对齐处理，根据对齐处理结果判断当前航标的缺损部位。


6.根据权利要求4所述的一种基于视频识别的航标监测方法，其特征在于：判断当前航标是否倾斜，是通过计算当前航标的结构信息中的顶标、浮身、浮体之间的相对位置，并与所述标准结构信息中的顶标、浮身、浮体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘双印，刘晓东，庄海东，蔡志勇，王天水，
申请(专利权)人：厦门蓝海天信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35