[发明专利]无人机实现船舶水尺图像及视频拍摄的方法

说明书

本发明提供一种利用无人机实现船舶水尺图像及视频拍摄的方法，包括无人机检查步骤、图像及视频拍摄步骤、水尺自动识别步骤、拍摄数据记录步骤、实时传输步骤、图像及视频数据处理步骤。上述无人机拍摄方法操作简单、实施快速、可控性强、安全性高、数据可追溯性、受外界环境因素影响小，可以快速准确获得船舶水尺不同视角图像及视频的方法，大大降低人为因素对后续图像及视频处理的影响，可解决天气海况、船舶形状等客观因素对检测结果的影响。

技术领域

本发明涉及一种无人机和机器视觉实现船舶水尺图像及视频拍摄方法，涉及专利分类号B作业；运输B63船舶或其他水上船只；与船有关的设备B63B船舶或其他水上船只；船用设备B63B39/00减少纵摇，横摇或类似不希望有的船只运动的设备；指示船只姿态的设备B63B39/12用于指示吃水或负载的。

背景技术

在船舶水尺计重领域，获取准确水尺图像数据非常重要。传统的拖船人工观测方法，由于受海况影响，拖船和水尺船舶都处于波动状态，加上人工读数的主观性大，造成获取准确水尺数据存在较大不可控因素。人工拖船观测方法花费较大，巨轮周围观测还存在诸多不安全因素，数据可塑性也不强。为了克服上述人工拖船水尺观测方法存在的诸多局限，近来越来越多的研究集中在非人工获取水尺计重数据的方面，如爬壁机器人水尺计重法(CN201210276310.7)，码头定点摄像观测方法(CN201510384721.1)，船舶固定装置便携式水尺探测装置(CN201510384721.1)，利用利用雷达探测技术测量船舶吃水深度的仪器(CN201620465095.9)等等，上述发明虽然解决了人工拖船观测水尺存在的问题，但也不同程度存在着装置复杂、操作不便、不够准确、不够快捷等局限。采用无人机技术，将现代科技与传统检验鉴定工作相结合，提高水尺计重工作效率和水尺观测的准确性，降低水尺计重作业成本，避免传统观测水尺乘坐拖轮产生的排放污染和费用，通过视频数据存储手段使检验过程具有可追溯性。

发明内容

本发明提供一种利用无人机实现船舶水尺图像及视频拍摄的方法，旨在克服上文所述的现有技术中存在的缺陷。

具体而言，本发明提供一种利用无人机实现船舶水尺图像及视频拍摄的方法，无人机围绕船舶飞行，机载摄像设备发现船舶水尺线，选择合适拍摄高度和角度，悬停固定拍摄图像及视频，无线数据实时传输移动控制终端设备并进行实时处理。

包括如下步骤：

定位飞行步骤：起飞的无人机获取识别目标船舶的GPS坐标，根据自身的所在位置，按设定路径飞行至所述的GPS坐标位置并悬停；

精细定位步骤：所述的悬停无人机控制速率开始下降高度，下降过程中所述无人机摄像头轴心处于水平，获取无人机所处高度平面的图像；分析该图像中的构成，当图像中不存在背景轮廓时，停止下降高度；

视频采集步骤；所述停止下降高度的无人机开始水平移动，采集所述目标船舶的船身图像；

当船身图像中出现背景轮廓时，无人机向反方向移动，过程中继续获取所述的船身图像，直至采集图像中再次出现背景轮廓时，停止本次船舶图像采集过程；

视频分析步骤：逐帧分析所述视频采集步骤中获取的船舶图像的视频帧序列图片，分析得到多个带有水尺图像的图片；读取图片中水尺数据，生成所述目标船舶当前的吃水数据，完成船舶水尺图像及视频的采集。

作为优选的实施方式，

所述精细定位步骤和视频采集步骤中，采用图像分割算法判定图像中出现的天空或者港口背景、海水以及船舶图像部分。

作为优选的实施方式，所述视频分析步骤中，采用K-近邻算法识别图像中出现的船舶水尺数字图像。

作为优选的实施方式，具有初始定位步骤：

当无人机到达到指定GPS坐标后，识别设置在泊位的固定识别点，作为初始的悬停位置。