專利名稱：基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及船舶超載檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
船舶超載運輸是引發(fā)事故的重要原因。船舶超載是指船舶受載超過額定總載重量，其具體表現(xiàn)為規(guī)定使用的載重線標(biāo)志浸沒于水中，內(nèi)河小型船舶的干舷小于規(guī)定的尺度。傳統(tǒng)的船舶超載檢測為尺子丈量、人工目測或采用望遠(yuǎn)鏡等，這種檢測方法既費時又費力，不適合推廣使用。而且部分船主盲目追求利益，超載現(xiàn)象十分普遍，同時，由于管理部門采用上述人工檢測方法，受工作人員數(shù)量等因素影響使得管理力量十分有限，以致超載現(xiàn)象不能及時有效地發(fā)現(xiàn)，造成了人身和財產(chǎn)的損失。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種自動、高效的檢測船舶是否超載的方法，以保證船舶安全。

實用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無需人工操作、高效、準(zhǔn)確的基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)。本實用新型提供了一種基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，包括固定攝像機、云臺攝像機、視頻編碼器、視頻分析服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器、視頻解碼器和終端顯示設(shè)備；其中，所述云臺攝像機與所述固定攝像機連接；所述視頻編碼器的輸入端與所述固定攝像機和所述云臺攝像機相連接；所述視頻分析服務(wù)器通過傳輸設(shè)備與所述視頻編碼器的輸出端連接；所述視頻解碼器的輸入端與所述視頻管理服務(wù)器連接，所述視頻解碼器的輸出端與所述終端顯示設(shè)備連接；所述視頻管理服務(wù)器與所述視頻分析服務(wù)器連接。在本實用新型的較佳實施方式中，還包括硬盤錄像機，硬盤錄像機與所述傳輸設(shè)備連接，用于對經(jīng)視頻編碼器編碼的視頻和圖像信息進(jìn)行數(shù)字錄像，實現(xiàn)本地存儲并上傳錄像至控制中心。進(jìn)一步地，其中視頻編碼器通過其自身獨立的10/100M以太網(wǎng)口與所述傳輸設(shè)備上的10M/100M以太網(wǎng)端口對應(yīng)連接。進(jìn)一步地，其中硬盤錄像機通過其自身獨立的100/1000M以太網(wǎng)與傳輸設(shè)備上的 100/1000M以太網(wǎng)端口對應(yīng)連接。進(jìn)一步地，所述云臺攝像機為被動式紅外云臺攝像機。進(jìn)一步地，所述被動式紅外云臺攝像機架設(shè)在碼頭的兩端。進(jìn)一步地，所述固定攝像機為被動式紅外固定攝像機。進(jìn)一步地，所述被動式紅外固定攝像機設(shè)置在碼頭岸邊側(cè)。進(jìn)一步地，所述終端顯示設(shè)備包括顯示屏和終端顯示器。本實用新型采用視頻分析技術(shù)對內(nèi)河船舶超載現(xiàn)象進(jìn)行實時檢測，首先通過多個攝像機的聯(lián)動處理操作，攝像機系統(tǒng)自動拍攝目標(biāo)船舶的實時視頻信息，并通過有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，中心服務(wù)器將視頻流經(jīng)過分析處理，并通過預(yù)設(shè)報警規(guī)則，一旦在場景中出現(xiàn)了載重線位于水面以下的目標(biāo)船舶，監(jiān)控系統(tǒng)會自動彈出報警信息，工作人員可以通過點擊報警信息，查看包括船舶類型、編號、圖片、視頻等信息，實現(xiàn)報警的場景重組并采取相關(guān)措施。從而實現(xiàn)了無需人工操作即可確定該船是否超載，大幅提高了海事人員的工作效率，有效的保證船舶安全。并且?？看a頭船舶的圖像和視頻信息保存在中心數(shù)據(jù)庫，可以為管理者提供第一手的管理依據(jù)，保證航道和船舶的安全，保護國家和人民群眾的生命財產(chǎn)安全。以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

圖1是本實用新型船舶超載檢測系統(tǒng)的一個較佳實施例的框圖。
具體實施方式
本實用新型公開了一種基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測方法，包括如下步驟當(dāng)有船舶靠近碼頭時，通過安裝在碼頭岸邊的云臺攝像機為所述船舶拍攝視頻和圖像信息；將拍攝到的所述視頻和圖像信息接入視頻編碼器，以進(jìn)行實時編碼；視頻分析服務(wù)器調(diào)用經(jīng)所述視頻編碼器編碼的視頻和圖像信息，對所述視頻和圖像信息進(jìn)行分析與處理，并對比安全管理規(guī)則以及用戶設(shè)定的條件，如果不滿足所述安全管理規(guī)則以及所述用戶設(shè)定的條件，則給出報警信息；所述視頻和圖像信息經(jīng)視頻解碼器解碼后和所述報警信息一起輸送到終端顯示設(shè)備顯不。上述檢測方法中，判斷船舶是否靠近碼頭的步驟通過在碼頭岸邊側(cè)設(shè)置固定攝像機進(jìn)行監(jiān)控來實現(xiàn)，所述步驟包括根據(jù)所述固定攝像機的監(jiān)控范圍設(shè)置一塊船舶的靠岸警戒區(qū)，當(dāng)所述固定攝像機檢測到有船舶進(jìn)入所述靠岸警戒區(qū)后，啟動所述云臺攝像機的拍攝。上述檢測方法中，其中視頻分析服務(wù)器的分析與處理步驟如下步驟A、對視頻進(jìn)行預(yù)處理，將視頻中的目標(biāo)船舶從背景中切割出來；步驟B、將切割出的目標(biāo)船舶與預(yù)制庫中的標(biāo)準(zhǔn)船型進(jìn)行比對，確定此類船舶的載重線高度、位置和形狀參數(shù)；步驟C、通過切割出的目標(biāo)全船圖像，捕捉其載重線的位置圖像來計算其是否超載。水面在日光和其他光污染的強烈照射下會產(chǎn)生不規(guī)則的反射光，對攝像機會產(chǎn)生極大的干擾，如果把每一艘船舶單獨的從動態(tài)的視頻中切割出來會極大的提高檢測的精度，并最大程度屏蔽了外部的干擾。在視頻中船舶和水面是一個整體，水面具有連續(xù)波紋且不規(guī)則的特性，因此，采用運動切割技術(shù)是可以在視頻中將船舶單獨分離出來的。切割的步驟具體包括檢測出監(jiān)控場景中船舶和水面所對應(yīng)的區(qū)域，利用圖像中的時空信息，通過區(qū)別當(dāng)前的圖像與參考背景模型間的像素差別來檢測運動區(qū)域，最終得到被監(jiān)控目標(biāo)船舶在視頻陣列中所對應(yīng)的像素坐標(biāo)。上述步驟B中的比對步驟進(jìn)一步包括在系統(tǒng)中會有一個預(yù)制庫，在這個庫里記錄所有的船舶類型的原始資料，包含船型，船籍，載重噸，載重線高度形狀，船舶標(biāo)準(zhǔn)圖像等。通過目標(biāo)船舶的輪廓特征參數(shù)和預(yù)制庫中的標(biāo)準(zhǔn)船型比對，形成一個分類函數(shù)，然后將目標(biāo)船舶劃分到相應(yīng)的類別中，從而確定目標(biāo)船舶所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)船舶的載重線高度的位置、形狀等參數(shù)。上述步驟C進(jìn)一步包括通過視頻信息中切割出的目標(biāo)船舶的全船圖像，參照上面所分析出的此類船舶載重線高度位置、形狀參數(shù)，捕捉對應(yīng)位置的圖像并和預(yù)制庫中的船舶的載重線進(jìn)行比對；如比對結(jié)果一致則可得出結(jié)論船舶載重線在水面以上，此船舶未超載，否則為超載嫌疑船舶。所述經(jīng)所述視頻編碼器編碼的視頻和圖像信息由硬盤錄像機進(jìn)行數(shù)字錄像，實現(xiàn)本地存儲并上傳錄像至控制中心自動存檔，以備指揮中心的管理人員查看與處置。所述的固定攝像機和云臺攝像機采用被動式紅外攝像機，其中被動式紅外云臺攝像機架設(shè)在碼頭的兩端。如圖1所示，本實用新型還公開了一種基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)， 包括固定攝像機、云臺攝像機、視頻編碼器4、硬盤錄像機5、視頻分析服務(wù)器6、視頻管理服務(wù)器7、視頻解碼器8和終端顯示設(shè)備9 ；其中所述固定攝像機用于監(jiān)測是否有船舶靠近碼頭，當(dāng)有船舶靠近碼頭時發(fā)送命令給所述云臺攝像機；所述云臺攝像機與所述固定攝像機連接并實現(xiàn)觸警聯(lián)動，云臺攝像機用于對所述靠近碼頭的船舶拍攝視頻和圖像信息；所述視頻編碼器的輸入端通過傳輸設(shè)備與所述固定攝像機和云臺攝像機相連接， 其中視頻編碼器通過其自身獨立的10/100M以太網(wǎng)口與所述傳輸設(shè)備上的10M/100M以太網(wǎng)端口對應(yīng)連接。所述視頻編碼器用于接入上述拍攝到的視頻和圖像信息并進(jìn)行實時編碼；所述視頻分析服務(wù)器通過傳輸設(shè)備與所述視頻編碼器的輸出端連接，視頻分析服務(wù)器用于調(diào)用經(jīng)所述視頻編碼器編碼的視頻和圖像信息并對其內(nèi)容進(jìn)行分析與處理，并對比安全管理規(guī)則以及用戶設(shè)定的條件，如果不滿足所述安全管理規(guī)則以及所述用戶設(shè)定的條件，則給出報警信息；所述視頻解碼器的輸入端與所述視頻管理服務(wù)器連接，輸出端與所述終端顯示設(shè)備連接，終端顯示設(shè)備用于顯示經(jīng)所述視頻解碼器解碼后的上述視頻和圖像信息以及報警 fn息；所述視頻管理服務(wù)器與所述視頻分析服務(wù)器連接，視頻管理服務(wù)器用于實現(xiàn)上述設(shè)備的互聯(lián)和管理控制。所述硬盤錄像機5通過其自身獨立的100/1000M以太網(wǎng)與傳輸設(shè)備上的 100/1000M以太網(wǎng)端口對應(yīng)連接，用于對經(jīng)視頻編碼器編碼的視頻和圖像信息進(jìn)行數(shù)字錄像，實現(xiàn)本地存儲并上傳錄像至控制中心。上述檢測系統(tǒng)中，所述云臺攝像機為被動式紅外云臺攝像機2、3，所述固定攝像機為被動式紅外固定攝像機1。這類攝像機不受環(huán)境和天氣的影響，全天候的對航道進(jìn)行監(jiān)控。鑒于攝像機架設(shè)的特殊環(huán)境，上述所有的攝像機設(shè)備必須滿足IP67的技術(shù)要求。所述被動式紅外云臺攝像機2、3分別架設(shè)在碼頭的兩端，所述被動式紅外固定攝像機1設(shè)置在碼頭岸邊側(cè)，以實現(xiàn)對目標(biāo)船舶的全方位拍攝。上述檢測系統(tǒng)中，所述終端顯示設(shè)備9包括水面上用于向船舶顯示信息的顯示屏 (一般為大屏幕顯示設(shè)備)和終端顯示器。以上詳細(xì)描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括固定攝像機、云臺攝像機、視頻編碼器、視頻分析服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器、視頻解碼器和終端顯示設(shè)備；其中所述云臺攝像機與所述固定攝像機連接；所述視頻編碼器的輸入端與所述固定攝像機和所述云臺攝像機相連接；所述視頻分析服務(wù)器通過傳輸設(shè)備與所述視頻編碼器的輸出端連接；所述視頻解碼器的輸入端與所述視頻管理服務(wù)器連接，所述視頻解碼器的輸出端與所述終端顯示設(shè)備連接；所述視頻管理服務(wù)器與所述視頻分析服務(wù)器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，還包括硬盤錄像機， 硬盤錄像機與所述傳輸設(shè)備連接。
3.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，其中視頻編碼器通過其自身獨立的10/100M以太網(wǎng)口與所述傳輸設(shè)備上的10M/100M以太網(wǎng)端口對應(yīng)連接。
4.如權(quán)利要求2所述的基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，其中硬盤錄像機通過其自身獨立的100/1000M以太網(wǎng)與所述傳輸設(shè)備上的100/1000M以太網(wǎng)端口對應(yīng)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，其中云臺攝像機為被動式紅外云臺攝像機。
6.如權(quán)利要求5所述的基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，其中被動式紅外云臺攝像機架設(shè)在碼頭的兩端。
7.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，其中固定攝像機為被動式紅外固定攝像機。
8.如權(quán)利要求7所述的基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，其中被動式紅外固定攝像機設(shè)置在碼頭岸邊側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，其中終端顯示設(shè)備包括位于水面之上的顯示屏和終端顯示器。
專利摘要本實用新型提供了一種基于視頻分析技術(shù)的船舶超載檢測系統(tǒng)，包括固定攝像機、云臺攝像機、視頻編碼器、視頻分析服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器、視頻解碼器和終端顯示設(shè)備；其中，所述云臺攝像機與所述固定攝像機連接；所述視頻編碼器的輸入端與所述固定攝像機和所述云臺攝像機相連接；所述視頻分析服務(wù)器通過傳輸設(shè)備與所述視頻編碼器的輸出端連接；所述視頻解碼器的輸入端與所述視頻管理服務(wù)器連接，所述視頻解碼器的輸出端與所述終端顯示設(shè)備連接；所述視頻管理服務(wù)器與所述視頻分析服務(wù)器連接。本系統(tǒng)大幅提高了海事人員的工作效率，有效地保證船舶安全。
文檔編號G06T7/00GK201947391SQ20102063696
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者張慧哲, 王寶輝, 蔣應(yīng)紅, 黃杰紅 申請人:上海豐軒電子科技有限公司, 上海市城市建設(shè)設(shè)計研究院