【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及船舶軌跡識別，具體地，涉及一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法、系統及介質。
技術介紹
1、我國作為運輸大國，水運在全國總運輸量中占據著舉足輕重的地位，比重高達90％。海洋運輸與內河運輸作為水運的重要組成部分，是推動我國經濟發展的關鍵支撐力量。
2、隨著航運行業蓬勃發展，船舶數量不斷增多，水運安全管理的重要性愈發凸顯。在航道船舶軌跡監控這一關鍵環節，傳統的雷達系統一直發揮著重要作用，它能夠追蹤船舶的運動軌跡，為航運安全提供一定保障。
3、然而，傳統雷達系統存在著難以忽視的局限性。當雷達波遇到山脈、高大建筑物等遮擋物時，會被阻擋，進而形成監控盲區。在這些盲區中，船舶的實時動態無法被有效捕捉，導致船舶軌跡信息出現缺失，嚴重影響了船舶軌跡的完整性。這不僅使得船舶航行的監管出現漏洞，還大大增加了船舶之間發生碰撞的風險，對航運安全構成了嚴重威脅。
4、與此同時，航運密度持續增大，航道環境變得日益復雜。不同類型、不同噸位的船舶穿梭往來，對船舶軌跡監控的準確性和全面性提出了更高要求。傳統雷達系統受限于自身技術原理，在面對這些新挑戰時，已漸漸難以滿足實際需求。
5、光電設備具備高分辨率、能夠提供直觀圖像等顯著優勢。它可以對雷達監控盲區進行有效補充，獲取雷達無法探測到的船舶信息。因此，將光電設備與雷達有機結合，充分發揮兩者的優勢，實現對船舶軌跡的全面、準確識別，對于提升水運安全管理水平、保障航運安全具有極其重要的現實意義。
6、通過對專利文獻的檢索發現公開號為cn110376
7、綜上所述，針對上述現有技術的問題，研究一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法、系統及介質成為當下亟待解決的關鍵任務。
技術實現思路
1、針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法、系統及介質。
2、根據本專利技術提供的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，包括以下步驟：
3、步驟s1，利用雷達在無遮擋區域檢測船舶，獲取雷達位置數據并模擬船舶軌跡；
4、步驟s2，在雷達易受遮擋形成的盲區區域，設置光電站，通過光電站進行光電檢測，獲得船舶的光電位置數據，以確保航道監控無間斷；
5、步驟s3，將雷達位置數據、船舶軌跡和光電位置數據傳輸至數據處理中心，構建完整的船舶航行軌跡；
6、步驟s4，將船舶軌跡輸出至多元感知系統，實現對船舶的實時監控與管理。
7、優選地，步驟s2包括如下子步驟：
8、步驟s2.1，圖像采集：光電站中的攝像頭對盲區區域進行實時監控，并采集船舶圖像；
9、步驟s2.2，目標檢測：采用基于yolov5目標檢測算法對采集的船舶圖像進行實時處理，得到船舶目標識別結果，以確保對船舶目標的準確識別；
10、步驟s2.3，光電位置數據計算：基于船舶目標識別結果，結合光電站的地理坐標、高度和攝像頭的俯仰角、視場角，通過幾何關系計算得到光電位置數據。
11、優選地，步驟s2.1包括：構建光電站：在盲區區域布設光電站，光電站配置高精度雙光譜光電設備，光電站的選址基于遮擋區域的范圍和船舶通行的頻率，且光電站的高度基于周圍環境和攝像頭的視場角進行合理設計。
12、優選地，步驟s2.1中，光電站的攝像頭具有兩種工作模式：
13、可見光工作模式：在白天，即早上4點至晚上8點的時間段內，自動啟用可見光攝像頭，可見光攝像頭拍攝船舶的顏色信息，可見光攝像頭對采集的船舶圖像采用基于yolov5目標檢測算法進行分析處理，完成對圖像中船舶目標的檢測；
14、紅外光工作模式：在夜間，即下午5點至早上7點的時間段內，自動啟用紅外攝像頭，紅外攝像頭對采集的船舶圖像采用基于yolov5目標檢測算法進行分析處理，完成對圖像中船舶目標的檢測；
15、模式交疊處理：當處于兩種工作模式的時間交疊期，即早上4點至7點以及下午5點至8點，兩種工作模式同時啟動工作，分別對可見光攝像頭和紅外攝像頭采集的船舶圖像進行目標檢測處理。
16、優選地，步驟s2.2包括如下子步驟：
17、步驟s2.2.1，目標檢測網絡的訓練：以yolov5深度網絡作為基礎，對步驟s2.1采集的船舶圖像進行訓練，得到用于船舶目標檢測的檢測網絡；
18、步驟s2.2.2，船舶目標檢測優化：基于檢測網絡，通過擴充訓練數據以及對目標檢測算法進行優化，提高船舶目標識別的精度。
19、優選地，步驟s2.3包括如下子步驟：
20、步驟s2.3.1，根據船舶目標在畫面中的像素位置，計算船舶目標相對于攝像頭中心的視線角度：
21、水平偏移角(δφ)：
22、
23、垂直偏移角(δθ)：
24、
25、船舶目標方位角(atarget)和俯仰角(θtarget)：
26、atarget＝a+δa
27、θtarget＝θ+δθ
28、其中，θ：攝像頭的俯仰角，正值表示向上，負值表示向下；a：攝像頭的方位角，相對于正北順時針方向；αh：攝像頭的水平視場角；αv：攝像頭的垂直視場角；像素坐標(xtarget,ytarget)；畫面分辨率(wframe,hframe)；
29、步驟s2.3.2，設置船舶位于水平面，根據光電站的海拔高度hcam和船舶目標的俯仰角θtarget，利用幾何關系計算船舶的水平距離dtarget：
30、
31、其中，(lcam,λcam)：光電站的經緯度；hcam：光電站的海拔高度；
32、步驟s2.3.3，利用光電站的經緯度(lcam,λcam)和船舶目標距離dtarget，計算船舶的經緯度，即光電位置數據：
33、經度變化(δλ)：
34、
35、緯度變化(δl)：
36、
37、船舶目標的經緯度：
38、ltarget＝lcam+δl
39、λtarget＝λcam+δλ
40、其中，(lcam,λcam)：光電站的經緯度；hcam：光電站的海拔高度；r：地球半徑。
41、優選地，步驟s3中，數據處理中心先建立統一的坐標系統，然后利用卡爾曼濾波算法對雷達位置數據、船舶本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟S2包括如下子步驟：
3.根據權利要求2所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟S2.1包括：構建光電站：在所述盲區區域布設光電站，所述光電站配置高精度雙光譜光電設備，所述光電站的選址基于遮擋區域的范圍和船舶通行的頻率，且所述光電站的高度基于周圍環境和攝像頭的視場角進行合理設計。
4.根據權利要求2所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟S2.1中，所述光電站的攝像頭具有兩種工作模式：
5.根據權利要求2所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟S2.2包括如下子步驟：
6.根據權利要求2所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟S2.3包括如下子步驟：
7.根據權利要求1所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述數據處理中心先建立統一的坐標系統，然
8.根據權利要求1所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述多元感知系統實時顯示通過雷達檢測和光電站光電檢測識別到的船舶目標，同時呈現所述船舶目標的軌跡信息。
9.一種基于光電補盲的船舶軌跡識別系統，采用權利要求1至8中任一項所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，包括：
10.一種存儲有計算機程序的計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至8中任一項所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟s2包括如下子步驟：
3.根據權利要求2所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟s2.1包括：構建光電站：在所述盲區區域布設光電站，所述光電站配置高精度雙光譜光電設備，所述光電站的選址基于遮擋區域的范圍和船舶通行的頻率，且所述光電站的高度基于周圍環境和攝像頭的視場角進行合理設計。
4.根據權利要求2所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟s2.1中，所述光電站的攝像頭具有兩種工作模式：
5.根據權利要求2所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特征在于，所述步驟s2.2包括如下子步驟：
6.根據權利要求2所述的一種基于光電補盲的船舶軌跡識別方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高祥，鄧宏平，羅楊楊，林德銀，
申請(專利權)人：上海鷹覺科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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