基于AIS和视频图像分析的船舶尾气监测方法技术

本发明专利技术涉及基于AIS和视频图像分析的船舶尾气监测方法，包括：S1、获取船舶的船舶信息以及变焦摄像机的经纬度坐标；S2、计算船舶与变焦摄像机的距离；S3、判断船舶与变焦摄像机的距离是否在有效探测距离之内；若是，则转至步骤S4；若否，则转至步骤S1；S4、计算变焦摄像机在水平面上的垂直投影位置至船舶的航向与变焦摄像机中线的交点之间的距离及船舶航行至交点的到达时间；S5、根据到达时间的优先级以及距离进行焦距粗调，待船舶进入变焦摄像机的视场角范围内，基于调焦评价函数进行焦距微调，采集视频图像；S6、对视频图像中的黑烟船舶进行识别，以获取船名及其对应的林格曼黑度等级。本发明专利技术提升了黑烟船舶识别的精度。本发明专利技术提升了黑烟船舶识别的精度。本发明专利技术提升了黑烟船舶识别的精度。

【技术实现步骤摘要】
基于AIS和视频图像分析的船舶尾气监测方法


[0001]本专利技术属于尾气监测
，具体涉及基于AIS和视频图像分析的船舶尾气监测方法。

技术介绍

[0002]船舶尾气治理是当前水上蓝天保卫行动的主要治理对象。目前，抓拍船舶黑烟排放的方法是执法人员通过录制一定时长的一段视频，通过比对携带的林格曼黑度板，判断是否为黑烟船。另外，也有一些智能监测手段正在不断被开发，例如，公开号为CN112037251B的专利文献公开了一种利用智能手机实现海船尾气排放监测的方法，通过执法人员手机录制的疑似违规排放船舶的视频，提取多帧图片进行算法分析，以确认林格曼黑度等级；再如，公开号为CN113408367A的专利文献公开了一种黑烟船舶的识别方法，包括：按照预设的视野坐标控制摄像机进行区域巡航及检测船体信息；若在区域巡航过程中检测到船体信息，则对船体信息进行跟踪，得到跟踪视频；对跟踪视频中的船体信息进行黑烟识别，获取黑烟船舶；提取黑烟船舶的船体编码，实现对黑烟船舶的自动化识别。但是，现有的上述方法无法根据船舶的位置对摄像机焦距进行自动调整，影响船舶识别的精度。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于AIS和视频图像分析的船舶尾气监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取AIS接收的船舶S
i
的船舶信息，S
i
为第i艘船舶，i为正整数；其中，船舶信息包括船舶经纬度坐标、船速、航向和船舶MMSI；获取变焦摄像机的经纬度坐标；S2、根据船舶经纬度坐标和变焦摄像机的经纬度坐标计算得到船舶S
i
与变焦摄像机的距离；S3、判断船舶S
i
与变焦摄像机的距离是否在变焦摄像机的有效探测距离之内；若是，则转至步骤S4；若否，则转至步骤S1；S4、根据船舶S
i
的船速、航向，计算变焦摄像机在水平面上的垂直投影位置至船舶S
i
的航向与变焦摄像机中线的交点F
i
之间的距离L
i
，以及船舶S
i
航行至交点F
i
的到达时间T
i
；S5、根据到达时间T
i
的优先级以及距离L
i
匹配预设的焦距与探测距离匹配集，对变焦摄像机的焦距进行粗调；待船舶S
i
进入变焦摄像机的视场角范围内，基于调焦评价函数对变焦摄像机的焦距进行微调，之后采集视频图像；S6、对视频图像中的黑烟船舶进行识别，以获取船名及其对应的林格曼黑度等级。2.根据权利要求1所述的船舶尾气监测方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据Haversine公式计算得到船舶S
i
与变焦摄像机的距离D
i
为：其中，R为地球半径，lat
i
、lon
i
分别为船舶S
i
的纬度和经度，lat0、lon0分别为变焦摄像机的纬度和经度。3.根据权利要求2所述的船舶尾气监测方法，其特征在于，所述步骤S3中，变焦摄像机的有效探测距离为500～3000m。4.根据权利要求2所述的船舶尾气监测方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：根据Haversine公式，变焦摄像机在水平面上的垂直投影位置C与船舶S
i
之间的经度水平距离E
i
为：变焦摄像机中线与摄像机垂直投影地面的垂直线的夹角为ω；变焦摄像机位置和船舶S
i
位置的连线与摄像机垂直投影地面的垂直线的夹角ω
i
为：其中，H为变焦摄像机距离水平面的高度；变焦摄像机中线在水平面上投影与正北方向的夹角为φ，垂直投影位置C和船舶S
i
位置的连线与正北方向的夹角φ
i
为：根据垂直投影位置C、船舶S
i
位置及交点F
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱梦春，温作乐，陆生忠，陈红，王超，梁大荣，汪鲁见，吴垒，屈颖，周城，陶波，于志伟，
申请(专利权)人：杭州春来科技有限公司，
类型：发明
国别省市：