[发明专利]一种基于三维视景的港水域航标助航系统及方法

权利要求书

1.一种基于三维视景的港水域航标助航方法，其方法包括如下步骤：

S1、采用视频图像以增强场景模型的深度感和真实感；

S2、对三维视景进行增强处理；

S3、基于计算机视觉技术获得航标最优视景。

2.根据权利要求1所述的基于三维视景的港水域航标助航方法，其特征在于：所述三维视景进行增强处理的方法包括如下步骤：

S1.1、三维场景与摄像机所拍摄到的视频图像的二维成像平面之间变换，其变换关系如下：

式中(X_w,Y_w,Z_w)为三维场景中的坐标，(x,y)为二维成像平面中的坐标，R为旋转矩阵，t为平移向量，α_x，α_y，u₀，v₀为变换与摄像机内部参数，γ为径向畸变修正量；

展开投影方程，可记为：

考虑海面的特殊性，Z_w＝0，可以简化为：

S1.2、实时遥测经纬度；

S1.3、投影变换与摄像机参数标定；

S1.4、实时三维重建。

3.根据权利要求2所述的基于三维视景的港水域航标助航方法，其特征在于：所述S1.3中，投影变换与摄像机参数标定的方法包括三航标的解方程组法和多航标的最小二乘法。

4.根据权利要求2所述的基于三维视景的港水域航标助航方法，其特征在于：所述S1.4中，实时三维重建的方法包括如下步骤：

S1.4.1、图像获取：用摄像机获取三维物体的二维图像；

S1.4.2、摄像机标定：通过摄像机标定来建立有效的成像模型，求解出摄像机的内外参数；

S1.4.3、特征提取：特征主要包括特征点、特征线和区域；

S1.4.4、立体匹配：将同一物理空间点在两幅不同图像中的成像点进行一一对应起来；

S1.4.5、三维重建：结合摄像机标定的内外参数，恢复三维场景信息。

5.根据权利要求1所述的基于三维视景的港水域航标助航方法，其特征在于：所述基于计算机视觉技术获得航标最优视景的方法包括如下步骤：

S2.1、以灯质闪烁为代表的虚实景物保真融合；

S2.2、其他配布意图。

6.根据权利要求5所述的基于三维视景的港水域航标助航方法，其特征在于：所述以灯质闪烁为代表的虚实景物保真融合包括航标灯质、基于时空正则相关滤波器在线学习跟踪的灯质闪烁和虚实景物保真融合。

7.根据权利要求5所述的基于三维视景的港水域航标助航方法，其特征在于：所述其他配布意图包括有浅滩、海底管道、交叉水域。

8.一种基于三维视景的港水域航标助航系统，包括：

增强场景模型模块，采用视频图像以增强场景模型的深度感和真实感；

三维视景增强模块，用于减轻视频监控的网络流量压力，通过读取实时遥测经纬度数据，来重建航标的三维视景；

获得航标最优视景模块，采用基于时空正则相关滤波器在线学习跟踪航标来处理海浪中的灯质闪烁。

9.一种基于三维视景的港水域航标助航装置，其特征在于：包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行上述的计算机程序时实现如权利要求1-7中任一所述的基于三维视景的港水域航标助航方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由上述的处理器执行以实现如权利要求1-7中任一所述的基于三维视景的港水域航标助航方法的步骤。