基于图像技术的航船高度检测方法技术

本发明专利技术提供一种基于图像技术的航船高度检测方法，在水道上设置高度监测组，高度监测组包括设置在水道两岸的监测塔，水道两岸的监测塔上分别设置第一热成像装置和第二热成像装置，第一热成像装置和第二热成像装置的拍摄方向相对布置，利用第一热成像装置和第二热成像装置的水平间距、第一热成像装置和第二热成像装置的水平间距和航船的成像高度计算出航船的最高点高度，解决了航空器起降航迹上，水运航道中的航船高度测量的问题。运航道中的航船高度测量的问题。运航道中的航船高度测量的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于图像技术的航船高度检测方法


[0001]本专利技术涉及航空航线预警领域，尤其是涉及一种基于图像技术的航船高度检测方法。

技术介绍

[0002]在航空器场周边存在水运航道的情况下，航道内行驶的超高船舶会影响航空器起降安全。当船舶通航保护区内船舶不高于标高48米时，船舶和航空器可自由通航，互不影响。当船舶通航保护区内船舶高于标高48米时，会触发安全运行机制，需要对航空器采取一定的控制措施，避免航空器与船舶产生冲突，因此，有必要在航空器起降航迹保护区和缓冲区相关的江段关键位置设置探测设备，对区域的船舶进行探测，检测船舶的高度。
[0003]由于航空器场与水道位置上并无必然联系，并且航船和航空器在时间上交汇的概率较小，以往对于此种航船影响航空器航线的问题主要是通过略微抬高航空器跑道的高度来解决，但是此种方式缺乏安全管控，一旦酿成事故，对于生命和财产安全将会带来巨大损失，因此亟需一种量化航船高度的手段，有利于对航空威胁进行判断及预警。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于图像技术的航船高度检测方法，解决了航空器起降航迹上，水运航道中的航船高度测量的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于图像技术的航船高度检测方法，在水道上设置高度监测站台，并在高度监测站台上设置拍摄装置；利用拍摄装置拍摄高度及距离已知的标定物；利用拍摄装置拍摄水道中的航船；利用标定物的物像参数计算航船的高度。
[0006]包括相对拍摄测量方法，在水道上设置高度监测组，高度监测组包括设置在水道两岸的监测塔，水道两岸的监测塔上分别设置第一热成像装置和第二热成像装置，第一热成像装置和第二热成像装置的拍摄方向相对布置；将第一热成像装置和第二热成像装置安装到同一海拔高度，并测出第一热成像装置和第二热成像装置的水平间距；利用第一热成像装置或第二热成像装置拍摄标定物，计算出物像比例系数；当航船通过第一热成像装置和第二热成像装置连线时，第一热成像装置和第二热成像装置分别对航船成像，得出成像高度；利用物像比例系数、第一热成像装置和第二热成像装置的水平间距、第一热成像装置和第二热成像装置的水平间距和航船的成像高度计算出航船的最高点高度。
[0007]优选的方案中，
监测塔上设有水平台面，第一热成像装置和第二热成像装置的镜头贴近水平台面的上侧面。
[0008]优选的方案中，还包括物像比例系数计算方法：将长度为H的标定物竖向在距离第一热成像装置或第二热成像装置镜头前端，第一热成像装置和第二热成像装置结构相同，标定物与第一热成像装置或第二热成像装置的距离记为L；记物像比例系数为k，第一热成像装置或第二热成像装置对标定物的成像高度为 h，h=k*H/L，计算出k= L*h/H。
[0009]优选的方案中，还包括最高点计算方法：记第一热成像装置和第二热成像装置的水平间距为L3，第一热成像装置与航船的水平距离为L1，第二热成像装置与航船的水平距离为L2，第一热成像装置对航船的成像高度为h1，第二热成像装置对航船的成像高度为h2，航船的最高点距离第一热成像装置和第二热成像装置的连线高度为H1；由h1=k*H1/L1, h2=k*H1/L2,L1+L2=L3,计算出H1=L3/（(k/h1)+ (k/h2)）；根据k= L*h/H，计算出H1= L3/（(（L*h/H）/h1)+ (（L*h/H）/h2)）。
[0010]优选的方案中，将水道划分为核心区和缓冲区，缓冲区设在核心区上游和下游，缓冲区的起始两端设有高度监测组。
[0011]优选的方案中，监测塔的海拔高度低于航船的最高点的海拔高度。
[0012]还包括单向拍摄测量方法：利用拍摄装置拍摄标定物，计算出物像比例系数；当航船通过时，拍摄装置对航船成像，得出成像高度；在高度监测站台设有激光测距仪，利用激光测距仪测出拍摄装置到航船的水平距离；利用物像比例系数、拍摄装置到航船的水平间距、航船的成像高度计算出航船的最高点高度。
[0013]优选的方案中，还包括物像比例系数计算方法：将长度为H的标定物竖向放置在拍摄装置镜头前端，标定物与拍摄装置的距离记为L；记物像比例系数为k，拍摄装置对标定物的成像高度为 h，h=k*H/L，计算出k= L*h/H；优选的方案中，还包括最高点计算方法：记拍摄装置到航船的水平距离为L4，拍摄装置对航船的成像高度为h3，航船的最高点距离拍摄装置的海拔高度差为H2；由k=L4*h3/H2，计算出H2= L4*h3/k；将k= L*h/H带入，计算出H2=（L4*h3*H）/ （L*h）。
[0014]本专利技术的有益效果为：通过在两岸拍摄航船即可计算出航船高度，无须复杂的测量设备，节约成本；拍摄装置为热成像装置，夜间拍摄依旧能够保持图像的清晰度；拍摄视角较广，监测塔高度无须很高，节约建造成本，同时避免过高的监测塔本身影响航空器飞
行；通过水平台面屏蔽拍摄视野下半部分，减少图像处理难度；相比与一般只能判断有无威胁的探测手段，本方法能够量化航船最高高度，方便按照时间对航船高度进行数字化的记录存档，有利于后续查询使用。
附图说明
[0015]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0016]图1是本专利技术的高度监测组设置示意图。
[0017]图2是本专利技术的热成像装置相向布置示意图。
[0018]图3是本专利技术的标定物拍摄示意图。
[0019]图4是本专利技术的航船拍摄示意图。
[0020]图5是本专利技术的单向拍摄测量实施示意图。
[0021]图中：水道1；监测塔2；第一热成像装置3；第二热成像装置4；航船5；水平台面6；核心区7；缓冲区8；高度监测组9。
具体实施方式
[0022]实施例1：如图1
‑
4中，一种基于图像技术的航船高度检测方法，在水道1上设置高度监测站台，并在高度监测站台上设置拍摄装置；利用拍摄装置拍摄高度及距离已知的标定物；利用拍摄装置拍摄水道1中的航船5；利用标定物的物像参数计算航船5的高度。
[0023]包括相对拍摄测量方法，在水道1上设置高度监测组9，高度监测组9包括设置在水道1两岸的监测塔2，水道1两岸的监测塔2上分别设置第一热成像装置3和第二热成像装置4，第一热成像装置3和第二热成像装置4的拍摄方向相对布置，监测塔2高度略高于周围建筑使热成像装置能拍摄到水道1全景，第一热成像装置3和第二热成像装置4可同时拍摄航船5两侧相片或视频；将第一热成像装置3和第二热成像装置4安装到同一海拔高度，并利用测距设备测出第一热成像装置3和第二热成像装置4的水平间距；利用第一热成像装置3或第二热成像装置4拍摄标定物，计算出物像比例系数；当航船5通过第一热成像装置3和第二热成像装置4连线时，第一热成像装置3和第二热成像装置4分别对航船5成像，航船5通过镜头在热成像装置的CMOS上成像并反映到显示屏上，在焦距不变的情况下，显示图像的像素高度记为成像高度；利用物像比例系数、第一热成像装置3和第二热成像装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像技术的航船高度检测方法，其特征是：在水道（1）上设置高度监测站台，并在高度监测站台上设置拍摄装置；利用拍摄装置拍摄高度及距离已知的标定物；利用拍摄装置拍摄水道（1）中的航船（5）；利用标定物的物像参数计算航船（5）的高度。2.根据权利要求1所述基于图像技术的航船高度检测方法，其特征是：包括相对拍摄测量方法：在水道（1）上设置高度监测组（9），高度监测组（9）包括设置在水道（1）两岸的监测塔（2），水道（1）两岸的监测塔（2）上分别设置第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4），第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）的拍摄方向相对布置；将第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）安装到同一海拔高度，并测出第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）的水平间距；利用第一热成像装置（3）或第二热成像装置（4）拍摄标定物，计算出物像比例系数；当航船（5）通过第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）连线时，第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）分别对航船（5）成像，得出成像高度；利用物像比例系数、第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）的水平间距、第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）的水平间距和航船（5）的成像高度计算出航船（5）的最高点高度。3.根据权利要求2所述基于图像技术的航船高度检测方法，其特征是：监测塔（2）上设有水平台面（6），第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）的镜头贴近水平台面（6）的上侧面。4.根据权利要求3所述基于图像技术的航船高度检测方法，其特征是：还包括物像比例系数计算方法：将长度为H的标定物竖向放置在第一热成像装置（3）或第二热成像装置（4）镜头前端，第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）结构相同，标定物与第一热成像装置（3）或第二热成像装置（4）的距离记为L；记物像比例系数为k，第一热成像装置（3）或第二热成像装置（4）对标定物的成像高度为 h，h=k*H/L，计算出k= L*h/H。5.根据权利要求4所述基于图像技术的航船高度检测方法，其特征是：还包括最高点计算方法：记第一热成像装置（3）和第二热成像装置（4）的水平间距为L3...

【专利技术属性】
技术研发人员：占毅，丁星，晏家林，程响，张丹，王德亮，
申请(专利权)人：湖北国际物流机场有限公司，
类型：发明
国别省市：