[发明专利]一种监测船舶违规关闭AIS行为的方法

权利要求书

1.一种监测船舶违规关闭AIS行为的方法，其特征在于，步骤如下：

S1、在横跨水面的桥梁一侧安装热红外相机，并根据热红外相机的安装位置确定其监测视野覆盖在下方水面上的实际梯形水平面范围与其热红外图像上的梯形水平面范围之间的比例关系，以得到热红外图像上各像素所对应地实际位置处的经度和纬度，以赋予热红外图像上每一个像素对应一组经度和纬度信息；

S2、利用安装在桥梁上的热红外相机对其下方水面进行连续地热红外图像采集，每一帧热红外图像同时记录有采集时间t；

S3、基于船舶烟囱是水上唯一热源，通过在每一帧热红外图像中识别具有高温特征的像素确定热红外图像是否采集到船舶烟囱，并根据具有高温特征的像素在热红外图像中的位置确定船舶烟囱所处的经度和纬度信息，进而得到在监测期间出现在监测视野中的每条船舶在从初始出现在监测视野时刻t₁至监测视野消失时刻t_n的连续航行轨迹：[(t₁,x_s1,y_s1)，(t₂,x_s2,y_s2)，(t₃,x_s3,y_s3)......(t_n,x_sn,y_sn)]；其中，x_s和y_s分别为某一时刻船舶烟囱的经度和纬度；

S4、在进行步骤S3的同时，利用船舶自动识别系统同步获取桥下所有合规开启AIS的船舶的GPS定位数据，以获得在监测期间出现在监测视野中的每条合规开启AIS的船舶的连续航行轨迹：[(t₁,x_AIS1,y_AIS1)，(t₂,x_AIS2,y_AIS2)，(t₃,x_AIS3,y_AIS3)......(t_n,x_AISn,y_AISn)]；其中，x_AIS和y_AIS分别为某一时刻船舶自动识别系统的GPS记录的经度和纬度；

S5、对由步骤S3和步骤S4得到的两份船舶的连续航行轨迹结果进行轨迹重合度识别，依据两份船舶的连续航行轨迹是否能一一对应匹配以判断监测视野中是否存在违规关闭AIS的船舶；当检测到出现违规关闭AIS的船舶则启动安装在热红外相机邻侧的高清相机进行图像采集；

步骤S5的具体实施方式为：

i)若经过步骤S4识别到的航行轨迹数量与经过步骤S5识别到的航行轨迹数量相同，则直接判定所有船舶均合规开启AIS；

ii)若经过步骤S4识别到的航行轨迹数量仅为一条，而经过步骤S5未识别到的航行轨迹，则直接判定该船舶违规关闭AIS；

iii)若经过步骤S4识别到的航行轨迹数量与经过步骤S5识别到的航行轨迹数量均为多条，且经过步骤S3识别到的航行轨迹数量多于经过步骤S4识别到的航行轨迹数量，则利用轨迹重叠度将步骤S4识别到的每条航行轨迹分别与步骤S3识别到的多条航行轨迹进行匹配，剩余未能匹配的航行轨迹所对应的船舶则直接判定为违规关闭AIS。

2.根据权利要求1所述的监测船舶违规关闭AIS行为的方法，其特征在于，热红外相机安装在上行航道的正上方或下行航道的正上方，且镜头以斜向朝下的方式设置；设置在热红外相机邻侧的高清相机的水面采集视野≥热红外相机的监测视野。

3.根据权利要求1所述的监测船舶违规关闭AIS行为的方法，其特征在于，步骤S3的具体实施方式为：设定温度阈值并在每一帧热红外图像中识别出的温度值大于温度阈值的像素，作为表征船舶烟囱的高温像素；将相邻的高温像素定义为表征同一船舶烟囱的高温像素，并在表征同一船舶烟囱的高温像素中取位于中心位置处的高温像素作为表征船舶烟囱位置的像素，其对应的经度和纬度为船舶在图像采集时刻t下的经、纬度位置(x_s,y_s)。

4.根据权利要求3所述的监测船舶违规关闭AIS行为的方法，其特征在于，根据轨迹重叠度对航行轨迹进行匹配的方法为：将步骤S4得到的某条航行轨迹依次与每条由步骤S3得到的航行轨迹中相同采集时间下的经、纬度进行水平距离偏差计算：d_n＝sqrt((x_sn-x_AISn)²+(y_sn-y_AISn)²)，并求取平均值最终在多组平均值计算结果中取平均值最小值对应的航行轨迹为与之相匹配的航行轨迹。