雷达、AIS及光电视频智能融合的船只监控系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及海域监控技术领域，具体地说，涉及一种雷达、AIS及光电视频智能融合的船只监控系统及方法。该船只监控系统包括：位置采集单元，其用于对船只坐标点进行采集并形成船只坐标集合；视频监控单元，其用于对船只图像信息进行采集；处理单元，其用于根据对应船只的船只坐标集合形成对应的船只轨迹，并用于将同一船只的船只轨迹与船只图像信息进行关联；以及显示单元，其用于提供对船只轨迹和船只图像信息进行展示的电子地图。该方法基于上述系统实现。通过上述，能够较佳地实现船只图像信息与船只轨迹的融合并在电子地图中的展示，故而能够较佳地实现船只的智能监控及管理。而能够较佳地实现船只的智能监控及管理。而能够较佳地实现船只的智能监控及管理。

【技术实现步骤摘要】
雷达、AIS及光电视频智能融合的船只监控系统及方法


[0001]本专利技术涉及海域监控
，具体地说，涉及一种雷达、AIS及光电视频智能融合的船只监控系统及方法。

技术介绍

[0002]在海域管理中，船只的位置信息和视频图像信息的获取显得尤为重要。目前，船只位置信息的获取通常通过如设于船只处的AIS模块、设于船只处的北斗定位模块或对监控区域进行覆盖的多个雷达模块实现；其中，AIS(Automatic identification System)即为船舶自动识别系统，其为现有较为普遍运用的技术，AIS模块是基于GPS定位系统实现对船只位置信息的获取；其中，北斗定位模块也为现有较为普遍运用的技术，其是基于北斗定位系统实现对船只位置信息的获取；其中，雷达模块是基于多个建立于地面的雷达站实现对监控区域的覆盖，以实现对船只位置信息的获取。因电磁干扰的存在，故在仅采用一种定位手段实现船只定位时，会存在定位中断、定位干扰等情况存在。虽然同时采用上述多种定位手段同时对船只进行定位能够发挥各自的长处，进而提升定位精度，但因每种定位手段的采样时间、定位误差、定位坐标系等难以同一，故难以实现多种定位手段所获取的定位轨迹的融合。
[0003]另一方面，随着海域管理中的智能化需求日益递增，故对船只的视频图像信息与位置信息的融合需求也日益迫切。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种船只监控系统，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
[0005]根据本专利技术的船只监控系统，其包括：
[0006]位置采集单元，其用于对船只坐标点进行采集并形成船只坐标集合；
[0007]视频监控单元，其用于对船只图像信息进行采集；
[0008]处理单元，其用于根据对应船只的船只坐标集合形成对应的船只轨迹，并用于将同一船只的船只轨迹与船只图像信息进行关联；以及
[0009]显示单元，其用于提供对船只轨迹和船只图像信息进行展示的电子地图。
[0010]通过上述，能够较佳地实现船只图像信息与船只轨迹的融合并在电子地图中的展示，故而能够较佳地实现船只的智能监控及管理。
[0011]作为优选，位置采集单元包括设于船只处的北斗定位模块、AIS模块以及用于对监控区域形成覆盖的多个雷达模块，处理单元对北斗定位模块、AIS模块及雷达模块采集的数据进行融合后形成船只轨迹。故而能够较佳从3种定位源(即北斗定位模块、AIS模块和雷达模块)处获取船只位置信息，通过对其所采集的数据进行的融合，故而能够较佳地提升船只轨迹的精准性。
[0012]此外基于任一上述的系统，本专利技术还提供了一种船只监控方法，其包括如下步骤：
[0013]步骤S1、采用位置采集单元对船只坐标点进行采集，并形成船只坐标集合；
[0014]步骤S2、采用视频监控单元依据实时更新的船只坐标点对船只当前的船只图像信息进行采集；
[0015]步骤S3、采用处理单元依据船只坐标集合形成对应的船只轨迹，并将同一船只的船只轨迹与船只图像信息进行关联；
[0016]步骤S4、采用显示单元提供对船只轨迹和船只图像信息进行展示的电子地图。
[0017]通过上述步骤S1
‑
S4，能够较佳地实现船只轨迹与船只图像信息的融合及展示，故而能够较佳地实现船只的智能监控及管理。
[0018]作为优选，步骤S1中，位置采集单元包括设于船只处的北斗定位模块、AIS模块以及用于对监控区域形成覆盖的多个雷达模块，处理单元对北斗定位模块、AIS模块及雷达模块采集的数据进行融合后形成船只轨迹。故而能够较佳地实现位置信息的多源采集和多源融合，故而能够较佳地提升位置信息的定位精准度。
[0019]作为优选，处理单元采用如下步骤实现所采集数据的融合，
[0020]步骤S11、构建电子地图的地图坐标系P及时间序列T
[0021]该步骤中，地图坐标系P为平面直角坐标系，其X轴对应船只的维度，其Y轴对应船只的经度；
[0022]该步骤中，T＝{t0，t1，t2，
…
，t
n
}，时间序列T中的任意相邻时刻的间隔均一致且为T
p
，T
p
表示电子地图的更新周期，t0表示电子地图的初始时刻，t
n
表示在电子地图中与当前实际时刻最接近的时刻；
[0023]对于编号为h的船只，其船只轨迹L
h
在地图坐标系P中的表示为，
[0024][0025]其中，表示编号为h的船只在t时刻时在地图坐标系P中的坐标；
[0026]步骤S12、获取北斗定位模块所在坐标系与地图坐标系P间的转换矩阵N
B
，AIS模块所在坐标系与地图坐标系P间的转换矩阵N
G
，以及雷达模块所在坐标系与地图坐标系P间的转换矩阵N
R
[0027]步骤S13、获取北斗定位模块所在时间体系与电子地图所在时间体系间的时差补偿t
B
，AIS模块所在时间体系与电子地图所在时间体系间的时差补偿t
G
，以及雷达模块所在时间体系与电子地图所在时间体系间的时差补偿t
R
；
[0028]步骤S14、对于编号为h的船只，获取北斗定位模块所采集的船只坐标集合Q
B
，AIS模块所采集的船只坐标集合Q
G
，以及雷达模块所采集的船只坐标集合Q
R
[0029][0030][0031][0032]其中，表示北斗定位模块在t1时刻对编号为h的船只所检测的坐标，T
B
＝{t10，t11，t12，
…
，t1
n
}，T
B
表示北斗定位模块的采样时间序列，t10为北斗定位模块的初始采样时刻，t1
n
为与当前实际时刻最接近的时刻，T
B
中的任意相邻时刻的间隔均一致；
[0033]其中，表示AIS模块在t2时刻对编号为h的船只所检测的坐标，T
G
＝{t20，t21，t22，
…
，t2
n
}，T
G
表示AIS模块的采样时间序列，t20为AIS模块的初始采样时刻，t2
n
为与当前实际时刻最接近的时刻，T
G
中的任意相邻时刻的间隔均一致；
[0034]其中，表示雷达模块在t3时刻对编号为h的船只所检测的坐标，T
R
＝{t30，t31，t32，
…
，t3
n
}，T
R
表示雷达模块的采样时间序列，t30为雷达模块的初始采样时刻，t3
n
为与当前实际时刻最接近的时刻，T
R
中的任意相邻时刻的间隔均一致；
[0035]步骤S15、通过空间配准，获取船只坐标集合Q
B
、船只坐标集合Q...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.船只监控系统，其包括：位置采集单元，其用于对船只坐标点进行采集并形成船只坐标集合；视频监控单元，其用于对船只图像信息进行采集；处理单元，其用于根据对应船只的船只坐标集合形成对应的船只轨迹，并用于将同一船只的船只轨迹与船只图像信息进行关联；以及显示单元，其用于提供对船只轨迹和船只图像信息进行展示的电子地图。2.根据权利要求1所述的船只监控系统，其特征在于：位置采集单元包括设于船只处的北斗定位模块、AIS模块以及用于对监控区域形成覆盖的多个雷达模块，处理单元对北斗定位模块、AIS模块及雷达模块采集的数据进行融合后形成船只轨迹。3.船只监控方法，其包括如下步骤：步骤S1、采用位置采集单元对船只坐标点进行采集，并形成船只坐标集合；步骤S2、采用视频监控单元依据实时更新的船只坐标点对船只当前的船只图像信息进行采集；步骤S3、采用处理单元依据船只坐标集合形成对应的船只轨迹，并将同一船只的船只轨迹与船只图像信息进行关联；步骤S4、采用显示单元提供对船只轨迹和船只图像信息进行展示的电子地图。4.根据权利要求3所述的船只监控方法，其特征在于：步骤S1中，位置采集单元包括设于船只处的北斗定位模块、AIS模块以及用于对监控区域形成覆盖的多个雷达模块，处理单元对北斗定位模块、AIS模块及雷达模块采集的数据进行融合后形成船只轨迹。5.根据权利要求4所述的船只监控方法，其特征在于：处理单元采用如下步骤实现所采集数据的融合，步骤S11、构建电子地图的地图坐标系P及时间序列T该步骤中，地图坐标系P为平面直角坐标系，其X轴对应船只的维度，其Y轴对应船只的经度；该步骤中，T＝{t0，t1，t2，
…
，t
n
}，时间序列T中的任意相邻时刻的间隔均一致且为T
p
，T
p
表示电子地图的更新周期，t0表示电子地图的初始时刻，t
n
表示在电子地图中与当前实际时刻最接近的时刻；对于编号为h的船只，其船只轨迹L
h
在地图坐标系P中的表示为，其中，表示编号为h的船只在t时刻时在地图坐标系P中的坐标；步骤S12、获取北斗定位模块所在坐标系与地图坐标系P间的转换矩阵N
B
，AIS模块所在坐标系与地图坐标系P间的转换矩阵N
G
，以及雷达模块所在坐标系与地图坐标系P间的转换矩阵N
R
步骤S13、获取北斗定位模块所在时间体系与电子地图所在时间体系间的时差补偿t
B
，AIS模块所在时间体系与电子地图所在时间体系间的时差补偿t
G
，以及雷达模块所在时间体系与电子地图所在时间体系间的时差补偿t
R
；步骤S14、对于编号为h的船只，获取北斗定位模块所采集的船只坐标集合Q
B
，AIS模块所采集的船只坐标集合Q
G
，以及雷达模块所采集的船只坐标集合Q
R
其中，表示北斗定位模块在t1时刻对编号为h的船只所检测的坐标，T
B
＝{t10，t11，t12，
…
，t1
n
}，T
B
表示北斗定位模块的采样时间序列，t10为北斗定位模块的初始采样时刻，t1
n
为与当前实际时刻最接近的时刻，T
B
中的任意相邻时刻的间隔均一致；其中，表示AIS模块在t2时刻对编号为h的船只所检测的坐标，T
G
＝{t20，t21，t22，
…
，t2
n
}，T
G
表示AIS模块的采样时间序列，t20为AIS模块的初始采样时刻，t2
n

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏，徐登蛟，赵俊琦，范圣普，马浈，黄俊，谢中晓，潘俊彦，
申请(专利权)人：网新百橙科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：