一种桥墩防撞图像监控系统及监控方法技术方案

本发明专利技术提供一种桥墩防撞图像监控系统，包括：图像采集系统，用于采集来船方向的图像；图像矫正模块，用于根据基于灭点的透视校正和空间定位方法对采集到的图像畸变进行矫正；背景图像建立模块，用于利用若干幅矫正后的图像进行去噪和二值化处理，建立背景图像；船舶形心坐标计算模块，用于将新采集和矫正后的图像与背景图像相比较，并进行去噪处理，计算船舶的形心坐标；告警模块，用于判断船舶的形心坐标是否落入到预设的危险区域内，若是则进行告警。利用本发明专利技术系统和方法，仅需要在待避碰桥墩上安设视频采集装置，利用有线或无线的方式获取视频采集装置采集到的图像进行处理即可，安装方便，降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通领域，具体设及一种桥壞防撞图像监控系统及监控方法。
技术介绍
目前船舶避碰都是采用旋转式雷达系统，成本高，而且在桥壞上安装旋转式雷达 不方便。
技术实现思路
[000引本专利技术要解决的技术问题是：提供一种桥壞防撞图像监控系统及监控方法，利用 视频采集系统，安装方便，降低成本。 本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种桥壞防撞图像监控系统， 其特征在于；它包括： 图像采集系统，用于采集来船方向的图像； 图像矫正模块，用于根据基于灭点的透视校正和空间定位方法对采集到的图像崎 变进行矫正； 背景图像建立模块，用于利用若干幅矫正后的图像进行去噪和二值化处理，建立 背景图像；[000引船舶形屯、坐标计算模块，用于将新采集和矫正后的图像与背景图像相比较，并进 行去噪处理，计算船舶的形屯、坐标； 告警模块，用于判断船舶的形屯、坐标是否落入到预设的危险区域内，若是则进行 告警。 按上述系统，所述的背景图像建立模块包括 去噪模块，用于对已采集并矫正后的最近化幅图像进行去噪处理； 二值化处理模块，用于将此化幅图像的图像矩阵按公式（1)相减，得到中间矩阵 Mx，X = 1，2，…，n，【主权项】1. 一种桥墩防撞图像监控系统，其特征在于：它包括： 图像采集系统，用于采集来船方向的图像； 图像矫正模块，用于根据基于灭点的透视校正和空间定位方法对采集到的图像畸变进 行矫正； 背景图像建立模块，用于利用若干幅矫正后的图像进行去噪和二值化处理，建立背景 图像； 船舶形心坐标计算模块，用于将新采集和矫正后的图像与背景图像相比较，并进行去 噪处理，计算船舶的形心坐标； 告警模块，用于判断船舶的形心坐标是否落入到预设的危险区域内，若是则进行告警。2. 根据权利要求1所述的一种桥墩防撞图像监控系统，其特征在于：所述的背景图像 建立模块包括 去噪模块，用于对已采集并矫正后的最近2n幅图像进行去噪处理； 二值化处理模块，用于将此2n幅图像的图像矩阵按公式（1)相减，得到中间矩阵Mx，X =1，2，…，n，式中，U1-U2n为第l-2n幅图像的图像矩阵； 将中间矩阵Mx中各项取绝对值相加，和为rx，若rx〈K，则令r x= O ;反之则rx= 1，K为 预设的像素阈值； 背景图像的像素矩阵 B = max(U2n · rn，U2lri · Iv1，…，Un+1 · !T1) 〇3. 根据权利要求1所述的一种桥墩防撞图像监控系统，其特征在于：所述的船舶形心 坐标计算模块包括 二值化比较模块，用于将新采集并矫正后的图像的图像矩阵，与背景图像的图像矩阵 相减，若相减后的像素值大于像素阈值，则认为是动态目标； 去噪模块，用于利用形态学膨胀L次和腐蚀L次去掉面积L*L的像素噪声，保留大于 L*L面积的动态目标，得到动态目标的形态； 计算模块，用于利用得到的动态目标的形态，计算船舶的形心坐标。4. 根据权利要求1所述的一种桥墩防撞图像监控系统，其特征在于：所述的告警模块 还包括目标确认模块，用于当所计算的船舶形心坐标落入到预设的危险区域内时，利用所 计算的船舶形心坐标与AIS的GPS定位信息船舶进行配对验证，若二者坐标在误差范围内， 则判断所计算的船舶形心坐标为真实船舶。5. 根据权利要求1所述的一种桥墩防撞图像监控系统，其特征在于：所述的预设的危 险区域包括预警区域和告警区域，其中 预警区域为：以桥墩为中心建立的长轴为A、短轴为B的椭圆范围，其中短轴方向为桥 的方向，长轴方向与短轴方向垂直； 告警区域为：以桥墩为中心建立的长轴为a，短轴为b的椭圆范围，其长轴方向和短轴 方向与预警区域相同； A>a = 20 ~200m，B>b = 10 ~50m。6. -种桥墩防撞图像监控方法，其特征在于：它包括以下步骤： 51、 采集来船方向的图像； 52、 根据基于灭点的透视校正和空间定位方法对采集到的图像畸变进行矫正； 53、 利用若干幅矫正后的图像进行去噪和二值化处理，建立背景图像； 54、 将新采集和矫正后的图像与背景图像相比较，并进行去噪处理，计算船舶的形心坐 标； 55、 判断船舶的形心坐标是否落入到预设的危险区域内，若是则进行告警。7. 根据权利要求6所述的一种桥墩防撞图像监控方法，其特征在于：所述的S3具体 为： 对已采集并矫正后的最近2n幅图像进行去噪处理； 将此2n幅图像的图像矩阵按公式（1)相减，得到中间矩阵Mx，X= 1，2, ···，!!，式中，U1-U2n为第l-2n幅图像的图像矩阵； 将中间矩阵Mx中各项取绝对值相加，和为rx，若rx〈K，则令r x= 0 ;反之则rx= 1，K为 预设的像素阈值； 背景图像的像素矩阵 B = max(U2n · rn，U2lri · Iv1，…，Un+1 · !T1) 〇8. 根据权利要求6所述的一种桥墩防撞图像监控方法，其特征在于：所述的S4具体 为： 将新采集并矫正后的图像的图像矩阵，与背景图像的图像矩阵相减，若相减后的像素 值大于像素阈值，则认为是动态目标； 利用形态学膨胀L次和腐蚀L次去掉面积L*L的像素噪声，保留大于L*L面积的动态 目标，得到动态目标的形态； 利用得到的动态目标的形态，计算船舶的形心坐标。9. 根据权利要求6所述的一种桥墩防撞图像监控方法，其特征在于：所述的S5还包 括：当所计算的船舶形心坐标落入到预设的危险区域内时，利用所计算的船舶形心坐标与 AIS的GPS定位信息船舶进行配对验证，若二者坐标在误差范围内，则判断所计算的船舶形 心坐标为真实船舶，再报警。【专利摘要】本专利技术提供一种桥墩防撞图像监控系统，包括：图像采集系统，用于采集来船方向的图像；图像矫正模块，用于根据基于灭点的透视校正和空间定位方法对采集到的图像畸变进行矫正；背景图像建立模块，用于利用若干幅矫正后的图像进行去噪和二值化处理，建立背景图像；船舶形心坐标计算模块，用于将新采集和矫正后的图像与背景图像相比较，并进行去噪处理，计算船舶的形心坐标；告警模块，用于判断船舶的形心坐标是否落入到预设的危险区域内，若是则进行告警。利用本专利技术系统和方法，仅需要在待避碰桥墩上安设视频采集装置，利用有线或无线的方式获取视频采集装置采集到的图像进行处理即可，安装方便，降低成本。【IPC分类】G06T7-20, H04N7-18, G06T5-00【公开号】CN104836990【申请号】CN201510222465【专利技术人】吕植勇, 陈振康, 鲁盈利, 罗鹏举, 帅然, 王乐, 刘昌伟, 阮志邦, 陶玮凡, 何荣, 聂闯, 张琴兰 【申请人】武汉理工大学【公开日】2015年8月12日【申请日】2015年4月30日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥墩防撞图像监控系统，其特征在于：它包括：图像采集系统，用于采集来船方向的图像；图像矫正模块，用于根据基于灭点的透视校正和空间定位方法对采集到的图像畸变进行矫正；背景图像建立模块，用于利用若干幅矫正后的图像进行去噪和二值化处理，建立背景图像；船舶形心坐标计算模块，用于将新采集和矫正后的图像与背景图像相比较，并进行去噪处理，计算船舶的形心坐标；告警模块，用于判断船舶的形心坐标是否落入到预设的危险区域内，若是则进行告警。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕植勇，陈振康，鲁盈利，罗鹏举，帅然，王乐，刘昌伟，阮志邦，陶玮凡，何荣，聂闯，张琴兰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42