[发明专利]一种船舶交通导航系统中CCTV对船舶跟踪监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CCTV对船舶跟踪监控方法，特别涉及一种船舶交通导航系统中CCTV对船舶跟踪监控方法，属于船舶监控的技术领域。

背景技术

在VTS系统(船舶交通导航系统)中，包括的子系统有：雷达子系统、VHF子系统、AIS子系统、CCTV子系统、数据库子系统等。雷达子系统通过雷达扫描主动对雷达所覆盖区域的船舶位置和航行状况进行侦测；VHF子系统通过VHF通信系统对监控区内的重点船舶进行人工标示和跟踪；AIS子系统通过安装在船上的AIS船台发出船舶的mmsi、经纬度、航速、航向、船舶尺寸、船舶吃水等信息，由岸基AIS台站接收船舶的AIS信息，实现对AIS船舶的跟踪；闭路电视监控系统CCTV(为Closed CircuitTelevision System的简称)是以视频摄录为信息采集手段的直观的现场监管手段，可以通过CCTV子系统直接了解现场船舶的航行状况和船舶类型等信息；数据库子系统保存船舶的基本资料、船舶违章等信息。

对于重点船舶，如危险品船舶、客轮、客滚轮和其他需要重点监控的船舶，当船舶进入通航管理的重点水域时，不但要知道在哪儿，航速航向是多少，而且也需要对这类船舶进行现场全程监管，实现监控摄像机自动全程跟踪，以确保这类船舶的航行安全，因此实现CCTV对船舶跟踪监控是非常必要的。在传统的跟踪监控实现方法中，仅考虑了船舶的经纬度信息，没有参考不同监控时间段的水位、船舶的长度、宽度、船舶水面以上高度、航向等信息，会造成不同大小或同样大小不同航向的船舶在监控画面中占的比例过大或过小，还可能造成某些水位情况下船舶不能被准确监控，由此不能达到很好的跟踪监控效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种船舶交通导航系统中CCTV对船舶跟踪监控方法，实现了CCTV对船舶的跟踪监控，并且在跟踪监控过程中不同大小、不同航向状态的船舶在监控画面中所占的比例相同，达到了较好的跟踪监控效果。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种船舶交通导航系统中CCTV对船舶跟踪监控方法，包括以下步骤：

(1)获取CCTV监控点镜头的经纬度和镜头距离水面的高度；

(2)获取被监控船舶的船舶高度、宽度和长度；

(3)实时获取被监控船舶的经纬度、航向、航速、吃水信息及数据生成时间；

(4)提取最新获取的被监控船舶的经纬度、航向、航速及与数据生成时间，预测得到被监控船舶当前位置的经纬度；由被监控船舶当前位置的经纬度和监控点镜头的经纬度计算获得被监控船舶相对于监控点镜头的水平偏转角度及水平距离；

(5)根据被监控船舶的高度和当前时刻获取的吃水信息获得被监控船舶当前的水面以上高度，再根据被监控船舶当前的水面以上高度和所获取的监控点镜头距离水面的高度、被监控船舶到镜头的水平距离计算获得被监控船舶相对于监控点镜头的垂直偏转角度；

(6)根据所获得的被监控船舶的长度、宽度、航向及被监控船舶当前的水面以上高度、监控点镜头到被监控船舶的水平距离计算获得镜头监控船舶需要的焦距值；

(7)控制云台转动到步骤(4)计算出的水平偏转角度和步骤(5)计算出的垂直偏转角度，并通过云台调节镜头至步骤(6)计算出的焦距值；

(8)重复上述(3)至(7)步骤，实现CCTV监控点镜头对船舶的跟踪监控。

进一步地，作为本发明的一个优选技术方案：所述步骤(5)获得被监控船舶相对于监控点镜头的垂直偏转角度θ的计算方法为：

θ′＝arctan((H-h/n)/d)

θ＝－θ′

其中，H为监控点镜头距离水面的高度；h为被监控船舶当前的水面以上高度；d为被监控船舶到监控点镜头的水平距离；n为系数，且0<n<h。

进一步地，作为本发明的一个优选技术方案：所述步骤(6)计算获得镜头监控船舶需要的焦距值的计算方法包括以下步骤：

步骤(6-1)获得被监控船舶到监控点镜头的实际距离D，其中

D＝sqrt(d²+(H-h/n)²)

公式中，d为被监控船舶到监控点镜头的水平距离；H为监控点镜头距离水面的高度；n为系数，且0<n<h；

步骤(6-2)确定被监控船舶航向与监控点镜头切向方向的夹角α，再获得被监控船舶在监控点镜头中的投影长度L，其中

L＝max(l*cosα，w)

公式中，l为被监控船舶的长度；w为被监控船舶的高度；