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原文传递人工智能融合北斗卫星导航的船舶视频定位方法及装置

专利名称：	人工智能融合北斗卫星导航的船舶视频定位方法及装置
摘要：	本申请提供了一种人工智能融合北斗卫星导航的船舶视频定位方法及装置，所述方法包括：通过岸基摄像设备采集船舶航行的视频数据，对岸基摄像设备进行张氏标定，对获取的视频数据进行畸变校正，智能识别视频数据视野中的船舶，根据摄像设备的位置识别出船舶视觉像素坐标系位置，融合地理信息模型，将船舶定位信息由像素坐标系映射至地理坐标系，并在数字高程图(DEM)的位置信息进行校正，校正经纬度并获取高程数据；将船舶地理位置信息与北斗卫星定位信息结合，即可视化展示船舶在实时视野中的位置。本申请通过人工智能融合北斗卫星导航的船舶视频定位方法，提高了船舶视频定位的精度，并可视化呈现。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	河南省交通规划设计研究院股份有限公司
发明人：	王文才;王华东;白璐
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-21T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311049219.6
公开号：	CN117132649A
代理机构：	河南豫龙律师事务所
代理人：	叶帅浩
分类号：	G06T7/73;G01S19/42;G06T7/80;G06T3/00;G;G06;G01;G06T;G01S;G06T7;G01S19;G06T3;G06T7/73;G01S19/42;G06T7/80;G06T3/00
申请人地址：	450000 河南省郑州市郑东新区泽雨街9号
主权项：	1.一种人工智能融合北斗卫星导航的船舶视频定位方法，其特征在于，包括：步骤1，通过预设的岸基摄像设备采集船舶航行的视频数据；步骤2，采用张氏标定算法对所述摄像设备进行标定，获取所述摄像设备的内部参数和外部参数，用以对所述摄像设备获取的所述视频数据进行畸变校正；步骤3，使用智能船舶分析算法识别出船舶在视野中的像素位置，利用像素坐标系将像素位置信息映射为世界坐标系中位置信息；步骤4，因相机模型可将三维地理空间中的坐标转换为二维图像空间的像点坐标，高程信息丢失，同时船舶映射的地理空间的位置也存在偏差，在这里假设识别目标与地面相接触，监控相机发出视角光线，目标质心作为像空间定位点，将视角光线通过空间定位点与表示地形的数字高程图(DEM)相交来估计目标在地理空间的三维坐标，然后将图像空间中目标定位点在三维地理空间中的位置估计；步骤5，校正经纬度并获取高程数据；步骤6，对所述船舶航行视频数据进行预处理，识别出所述视频数据中的船舶，结合北斗卫星导航定位信息实时比对，即可视化的展示；步骤7，对视频定位信息与北斗卫星导航定位信息做比对，若存在匹配，则在视频中标出船舶信息；若存在视频定位信息，北斗卫星导航定位丢失，则标记船舶未开启北斗卫星导航定位设置。 2.根据权利要求1所述的人工智能融合北斗卫星导航的船舶视频定位方法，其特征在于，所述步骤3、4中的所述通过预设的船舶航行的视频数据的分析，包括：对采用岸基视频监控设备视频数据的船舶识别分析算法；像素坐标系将像素位置信息映射为世界坐标系中位置信息。 3.根据权利要求1所述的人工智能融合北斗卫星导航的船舶视频定位方法，其特征在于,所述步骤5中的校正经纬度并获取高程数据，包括： (1)在岸基摄像设备中采集已知位置的参考点，包括所述参考点中的经纬度信息和高程数据； (2)选取部分关键帧及从所述关键帧中提取的特征点，将所述特征点与参考点进行匹配所述特征点与所述参考点的对应关系； (3)基于所述特征点与所述参考点的对应关系，对所述摄像设备的所述经纬度进行校正，将所述特征点的位置映射到准确的经纬度坐标上；基于所述特征点与所述参考点的对应关系，获取所述特征点对应的所述高程数据。 4.根据权利要求1所述的人工智能融合北斗卫星导航的船舶视频定位方法，其特征在于,所述步骤6中的所述对所述船舶航行的所述视频数据进行预处理，识别出所述视频数据中的船舶，包括: 获取所述摄像设备的经纬度确定所述摄像设备的位置，根据所述摄像设备的位置提取所述视频数据视野中的关键帧，采用YOLO与DeepSort读取所述视频数据视野中的关键帧，对所述关键帧中的图像采用目标检测算法，获取所述关键帧中的船舶位置，基于连续的关键帧使用目标跟踪算法跟踪船舶的像素坐标系中运动轨迹，采用卷积神经网络对每一帧中被检测到的所述船舶进行识别。 5.人工智能融合北斗卫星导航的船舶视频定位装置，其特征在于，包括：船舶获取模块，用于通过预设的岸基摄像设备采集船舶航行的视频数据；摄像设备畸变校正模块，用于采用张氏标定算法对所述摄像设备进行标定，获取所述摄像设备的内部参数和外部参数，用以对所述摄像设备获取的所述视频数据进行畸变校正；船舶的世界坐标系位置模块，用于使用智能船舶分析算法识别出船舶在视野中的像素位置，利用像素坐标系将像素位置信息映射为世界坐标系中位置信息；船舶的三维地理空间位置估计模块，用于因相机模型可将三维地理空间中的坐标转换为二维图像空间的像点坐标，高程信息丢失，同时船舶映射的地理空间的位置也存在偏差，在这里假设识别目标与地面相接触，监控相机发出视角光线，目标质心作为像空间定位点，将视角光线通过空间定位点与表示地形的数字高程图(DEM)相交来估计目标在地理空间的三维坐标，然后将图像空间中目标定位点在三维地理空间中的位置估计；高程数据获取模块，用于校正经纬度并获取高程数据；船舶可视化展示模块，用于对所述船舶航行视频数据进行预处理，识别出所述视频数据中的船舶，结合北斗卫星导航定位信息实时比对，即可视化的展示；船舶定位模块，用于对视频定位信息与北斗卫星导航定位信息做比对，若存在匹配，则在视频中标出船舶信息；若存在视频定位信息，北斗卫星导航定位丢失，则标记船舶未开启北斗卫星导航定位设置；其他的情况不可能存在，不予考虑。 6.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述设备执行时，使得所述设备执行如权利要求1至4任一项所述的方法。 7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至4任一项所述的方法。
所属类别：	发明专利