[发明专利]基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统

说明书

一种基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统，其特征在于：所述基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统包括无人艇视频图像全景环视系统及自动锚泊避碰系统；所述无人艇视频图像全景环视系统包括实时采集无人艇环境视频信息的至少四个安装于无人艇上的摄像机、实时采集摄像机视频信息的采集卡、与视频采集卡连接的DSP中央控制模块、安装在无人艇四个方向上用于无人艇避碰的毫米波测距雷达，所述的无人艇视频图像全景环视系统包括视频校正模块和基于非局部Tetrolet变换的多视频融合拼接模块。通过本发明三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统能够实现广阔的视角监控，为监控周围环境提供了方便。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统。

背景技术

随着经济和社会的发展，无人艇技术运用在军事产业的诸多方面，然而视觉信息是实现环境感知与监控、系统智能的主要技术手段，与传统视觉环境感知系统视场较小不同，全景视觉能够实现水平方向360度，垂直方向240度范围内的大视场监控，其广阔的视角为监控周围环境提供了方便。同时，集成二维地图等空间位置信息的视频系统解决方案正逐步走向成熟。与传统的单纯获取监控目标的实时音频、视频信息的视频监控系统相比，继承了三维空间信息的三维视频监控系统在增强用户空间意识、辅助用户应急决策等方面将发挥更大的作用。

因此，实有必要提供一种基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统，所述基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统包括无人艇视频图像全景环视系统、自动锚泊避碰系统；所述无人艇视频图像全景环视系统包括实时采集无人艇周围环境视频信息的至少四个安装于无人艇上的摄像机、实时采集摄像机视频信息的采集卡、与视频采集卡连接的DSP控制器、安装在无人艇四个方向上用于无人艇避碰的毫米波测距雷达，所述的无人艇视频图像全景环视系统包括视频校正模块和基于非局部Tetrolet变换的多视频融合拼接模块。

进一步地，所述摄像机为鱼眼摄像机。

进一步地，所述预设参数为基于能量关联度的无人艇避碰区域范围及风模型的初始参数。

进一步地，预先在DSP控制器中设定无人艇避碰区域，通过采集安装在无人艇前、后、左、右四个方向上的毫米波测距雷达信息，基于能量关联度判断无人艇是否可进行安全锚泊；若在无人艇避碰区域内，毫米波测距雷达未侦测到障碍物，则基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统启动标定模式；四路鱼眼摄像机采集无人艇周围视频信息，并将视频信息提供给DSP控制器；DSP控制器收到视频信息后，首先根据各海天线夹角进行图像校正，并采用非局部Tetrolet变换、区域加权原则及风模型，获得四路视频图像的融合拼接结果，生成映射表格，并存入Flash闪卡内，DSP控制器从Flash闪存中读出存储的全景图像映射表，并根据映射关系，将从DDR取出对应像素点重新排列，构成虚拟全景视图，为无人艇自动锚泊系统服务。

进一步地，所述DSP控制器通过查询映射表，完成从四路鱼眼摄像机采集到的视频图像到全景环视图像的转换，并对转换过程中缺失的像素采用双线性插值法进行补齐，最后视频传输给无人艇自动锚泊系统。

进一步地，基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统的工作方法包括视频图像校正方法和基于非局部Tetrolet变换的多视频融合拼接模块，所述视频图像校正和融合拼接方法包括以下步骤：

将实时获取的四路鱼眼摄像机某一帧视频图像缩小至16*16大小，进行二值化并提取四幅图像海天线的位置。其次，依据无人艇前视图像中的海天线建立坐标系，将四幅海天线叠加，计算各海天线与前视海天线间的夹角，对三路路摄像机视频图像进行旋转校正。