[发明专利]船舶磁场动态检测中图像匹配定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶消磁技术领域，具体的指一种船舶磁场动态检测中图像匹配定位方法。

背景技术

船舶磁场通常是指船舶在其周围空间产生的磁场，是敌方探测设备和水中兵器用于探测和攻击的主要物理场。船舶磁性防护技术就是采取现代电磁方法和控制技术来控制船舶磁性，将船舶磁场消除或补偿到一定范围内。按照检测时船舶的状态，船舶磁场检测可分为静态检测和动态检测两类。

船舶磁场动态检测是指在船舶与磁传感器阵列相对运动的情况下测量磁场，一般是在消磁站的入口或航道处布设一组环状或者单列的磁传感器，当船舶缓慢通过测量区域时，测磁系统自动采集船舶磁场，但是为了获取测量点相对于船舶中心的位置信息，同时需要采用GPS或者全站仪等定位装置对其进行航迹测量，最后将运动轨迹传输到主站进行数据处理。船舶磁场动态检测系统使用方便，易于实施检测，主要用来快速分析、评估船舶磁性状态，以决定船舶是否需要进入消磁站进行磁性处理，既保障了船舶的磁性安全又提高了船舶磁场检测的工作效率。

但是船舶磁场动态检测中船舶的定位问题一直影响着船舶磁场的动态检测的效率，之前采用的方法主要有以下不足：①船舶磁场动态检测前需要将许多用于定位的设备提前送到船舶上，后期还要将其回收，方便下次使用；②定位设备需要专业的人员对其进行安装，防止其被干扰从而确保它的准确性；③每次启动设备时要对多台以及与其相配套的软件进行一系列的配置；④各个设备相互连接的串口较多，串口通信稳定性需要加强。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提供了一种船舶磁场动态检测中通过图像匹配定位船舶位置从而得到其航迹的方法，解决了现有船舶磁场动态检测中船舶定位操作繁琐、效率较低等问题，能适用于不同船舶磁场动态检测站对船舶定位及其航迹的要求。

本发明所采用的技术方案是：

一种船舶磁场动态检测中图像匹配定位方法，包括以下步骤：

S1：利用至少两个摄像机对待测目标船只进行同步拍摄，获取具有同名特征的立体像对，并完成目标的立体影像匹配和实时定位重建；

S2：利用已测量好的靶标对摄像机进行内参数标定；

S3：在船只上进行标记，同时利用GPS测量其位置，利用多时相的影像构成像点控制网，对摄像机进行外标定；

S4：实时测量水域海平面高度；

S5：计算船只在相机坐标系中的位置；

S6：确定船只在实际地面中的坐标；

S7：获得船只的连续运动轨迹。

本发明的有益效果：本发明采用图像匹配定位方法测量船舶的航迹，主要利用了双目摄像头以及图像处理软件对摄像机拍摄的视频进行处理，从而得到了船舶的航迹图。与现有技术相比，本发明的有益效果是提高了船舶磁场动态检测的效率，节省了大量的人力物力，同时该方法具有较好的定位精度，能够满足后期船舶磁场的分析与判断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是根据本发明实施例所述的一种船舶定位测量系统的示意图；

图2为相机成像示意图；

图3靶标模型示意图；

图4双目系统示意图；

图5相机成像原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例所述的一种船舶磁场动态检测中图像匹配定位方法，包括以下步骤：

步骤1)：对于船舶位置的实时动态监测，如图1所示，需要至少两个摄像机对待测目标进行同步拍摄，获取具有同名特征的立体像对，并完成目标的立体影像匹配和实时定位重建。为确保后续船舶位置计算的精度，需要目标具备足够的像素信息，即目标在影像上达到一定的占比，如图5所示，根据公式(1.1)小孔成像的原理可计算出所需摄像机的焦距f；

其中h为物体的像长，f为相机的焦距，H为物体的长度，S为物距。