基于光學(xué)圖像的通航船舶流量及異常航跡檢測(cè)方法研究.pdf

1、隨著交通運(yùn)輸事業(yè)在我國(guó)的迅速發(fā)展和綜合立體的交通運(yùn)輸體系的逐步形成,水上的交通運(yùn)輸日趨繁忙,運(yùn)輸安全問(wèn)題日趨突出。2007年“6.15”廣東九江大橋船撞橋梁典型事故的發(fā)生,以及近些年頻發(fā)的船橋碰撞事故,使得通航航道中的船舶及運(yùn)輸船舶安全問(wèn)題成為政府主管部門、交通行業(yè)以及社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。由于實(shí)際內(nèi)河航道環(huán)境比較復(fù)雜,現(xiàn)有的船舶交通管理系統(tǒng)及被動(dòng)防船撞裝置在內(nèi)河通航橋梁防撞上具有一定的局限性,使用成本高,施工周期長(zhǎng),基于光學(xué)成像監(jiān)視與預(yù)警的

2、船舶主動(dòng)防撞系統(tǒng)具有全天候、全天時(shí)、低成本、可視化等優(yōu)點(diǎn),因此其科研攻關(guān)就變的十分迫切,其中主動(dòng)防撞系統(tǒng)中的船舶異常行為分析與異常行為準(zhǔn)則的建立、航道船舶的目標(biāo)檢測(cè)與流量分析等關(guān)鍵技術(shù)也成為面向工程應(yīng)用研究的熱點(diǎn),同時(shí)具有較強(qiáng)的理論研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。
　　本文首先采用光學(xué)多傳感器(紅外/可見(jiàn)光)組合模式,即在光照和氣候條件較好的條件下采用可見(jiàn)光傳感器對(duì)航道船舶進(jìn)行檢測(cè),利用紅外傳感器熱成像特點(diǎn)在夜間開(kāi)展目標(biāo)檢測(cè)和船舶航跡判斷,這

3、種協(xié)同利用可見(jiàn)光和紅外傳感器的組合方式,可以有效的解決全天候全天時(shí)的檢測(cè)難題,使全天時(shí)、精確、可靠的智能監(jiān)視與預(yù)警成為可能。其次,通航河道圖像視頻交通監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)在內(nèi)河復(fù)雜背景不良?xì)夂驐l件下,對(duì)運(yùn)動(dòng)船舶目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和跟蹤,實(shí)現(xiàn)通航河道的船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控問(wèn)題,掌握船舶是否偏航,以及受水文、風(fēng)向等影響后的運(yùn)行情況。在橋區(qū)水域的船只非正常航行軌跡的模型是以圖像視頻的檢測(cè)為基礎(chǔ)的,它將船只的航行速度、航行的方向、船隊(duì)規(guī)模、船舶領(lǐng)域、各種天氣及水面

4、情況以及人為造成的事故進(jìn)行了分析整理,通過(guò)這些條件可以得知船只在橋區(qū)水域的航行過(guò)程是否屬于正常行為,當(dāng)被判斷為異常時(shí)能將預(yù)警信號(hào)傳達(dá)到非正常的船只從而來(lái)減少或者有效的避免它碰撞橋墩。最后,經(jīng)實(shí)驗(yàn)及性能分析,運(yùn)用光學(xué)多傳感器(紅外/可見(jiàn)光)組合模式獲取船舶運(yùn)行信息,并通過(guò)河道圖像視頻交通監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)船舶航跡進(jìn)行評(píng)判,能夠有效地檢測(cè)船舶異常航跡,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題避免事故發(fā)生,該種方法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確性較高,能夠及時(shí)的得到非正常船只的航行軌跡,最后還能