[发明专利]船舶高度测算方法和系统

权利要求书

1.一种船舶高度测算方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.获取位于水面上的船舶的三维点云；

b.将所述三维点云投影到一目标平面上，得到对应的二维点云，所述目标平面平行于竖直方向；

c.在所述目标平面内，对所述二维点云进行处理，拟合得到表示船舶与水面相交位置的直线，即船体-水面交线；

d.在所述目标平面内，计算所述二维点云与所述拟合得到的船体-水面交线的最远距离，作为船舶高度。

2.如权利要求1所述的船舶高度测算方法，其中，所述步骤a包括从所述船舶的侧面对船舶进行激光三维扫描探测。

3.如权利要求1所述的船舶高度测算方法，其中，所述目标平面大致经过船舶的中心且平行于船舶的前后方向。

4.如权利要求1或3所述的船舶高度测算方法，其中，在所述目标平面中以平行于竖直方向的方向为Z方向，以垂直于竖直方向的方向为Y方向，并且

所述步骤c包括：

c-1.在所述二维点云中，对应于不同Y方向坐标值，搜索Z方向位置最低的、来自于船舶上的点，得到船舶底部点云；以及

c-2.在所述目标平面内，基于所述船舶底部点云，拟合得到所述船体-水面交线。

5.如权利要求4所述的船舶高度测算方法，其中，所述步骤c-1包括：

c-1-1.在所述目标平面内，通过坐标变换，将所述二维点云映射到平面图像坐标系下的不同像素位置上，得到二维图像点集，其中所述平面图像坐标系下的像素构成沿所述Y方向的行和沿所述Z方向的列；

c-1-2.在所述二维图像点集中，在对应于不同Y方向坐标的每一列中，搜索沿Z方向位置最低的、来自于船舶上的点，得到船体底部图像点集；以及

c-1-3.将所述船体底部图像点集中的至少部分点从所述平面图像坐标系映射回所述二维点云的坐标系中，得到所述二维点云的一个子集，即船舶底部点云。

6.如权利要求5所述的船舶高度测算方法，其中，在所述步骤c-1-1中，所述坐标变换包括坐标值四舍五入、坐标值取整和变化坐标比例中的至少一种。

7.如权利要求5所述的船舶高度测算方法，其中，所述步骤c-1-2包括：

建立所述平面图像坐标系下的掩码图像，该掩码图像中对应于所述二维图像点集的位置上被赋值为1，在其它位置上被赋值为0；以及

在所述掩码图像中，在对应于不同Y方向坐标的每一列中，搜索沿Z方向位置最低的、值为1的点，得到所述船体底部图像点集。

8.如权利要求5所述的船舶高度测算方法，其中，所述步骤c-1-3包括：

计算所述船体底部图像点集的Z方向坐标的均值，并设定一偏离阈值，将所述船体底部图像点集中Z方向坐标相对于所述均值偏离超过所述偏离阈值的点剔除，得到修正后的船体底部图像点集；以及

将所述修正后的船体底部图像点集从所述平面图像坐标系映射回所述二维点云的坐标系中，得到所述船舶底部点云。

9.如权利要求4所述的船舶高度测算方法，其中，所述步骤c-2包括：利用RANSAC算法拟合所述船体-水面交线。

10.如权利要求4所述的船舶高度测算方法，其中，所述步骤c-2包括：

在所述目标平面内，基于所述船舶底部点云进行直线拟合，得到初始拟合直线；

计算所述船舶底部点云中各个点到所述初始拟合直线的距离的平均值或标准差值；以及

将所述初始拟合直线沿竖直方向向下平移所述平均值或标准差值的量，得到所述船体-水面交线。

11.一种船舶高度测算系统，其特征在于，包括：

激光三维扫描装置，用于对船舶进行激光三维扫描探测；和

计算装置，其与所述激光三维扫描装置通信相连，并且包括存储器和一个或多个处理器，所述处理器可操作地联接至所述存储器且被构造为执行存储在存储器中的程序代码，以实施如权利要求1-10中任一项所述的船舶高度测算方法。