CN111413718B - 一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法及装置 - Google Patents

一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法及装置，通过获取渔船所有船员的手机信息，根据对手机信息的实时跟踪，记录所有船员的时空轨迹，并通过聚类分析来获取渔船的时空轨迹。然后在渔船行驶时，通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正。本发明可以快速准确的获取渔船的时空轨迹并实时进行修正，为渔船是否出海或停泊提供准确位置信息。

Description

一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法及装置
技术领域
本发明属于大数据分析定位技术领域，尤其涉及一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法及装置。
背景技术
目前我国的渔业资源十分丰富，渔民驾驶渔船出海捕鱼是日常生活的一部分。然而，各地经济条件的不同，导致有些渔船并不能提供GPS或北斗定位。而且，有些时候渔船发生事故故障时，其船上的GPS/北斗定位装置也不能提供准确的定位信息。在一些情况下，还可能发生船主关闭GPS/北斗定位的情况。上述情况都可能导致无法准确获取渔船当前位置，从而不清楚是否出海或停泊的准确信息，为安全生产带来一定的隐患。
发明内容
本申请的目的是提供一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法及装置，来快速获取渔船当前位置，以及是否出海或停泊的准确信息。
为了实现上述目的，本申请技术方案如下：
一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法，包括：
获取渔船所有船员的手机信息，根据对手机信息的实时跟踪，记录所有船员的时空轨迹；
周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹；
在渔船行驶时，通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正。
进一步的，所述手机信息包括手机卡的用户识别码或手机的MAC地址信息。
进一步的，所述周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹，包括：
周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置信息，迭代计算位置的聚类中心位置，剔除距离聚类中心位置超过第二阈值的位置信息，直到剩余的位置信息距离聚类中心位置都未超过第二阈值；
统计剩余的位置信息对应的船员数量，如果超过第一阈值则最终聚类中心位置为当前渔船所在的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹。
进一步的，所述通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，包括：
通知船员请求渔船监控的实况，获取手机上传的手机与监控的连接信息以及监控画面；
或通知船员请求渔船监控的实况，接收渔船监控上传的手机与监控的连接信息以及监控画面。
进一步的，所述从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正，包括：
如果手机与监控的连接信息是无线局域网连接，则直接以手机的GPS信息作为渔船的当前位置，对渔船的时空轨迹进行修正；
如果手机与监控的连接信息是无线广域网连接，则从监控画面中识别周围的地理目标，根据周围的地理目标的位置对渔船的时空轨迹进行修正。
本申请还提出了一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置，包括：
手机信息登记模块，用于获取渔船所有船员的手机信息，根据对手机信息的实时跟踪，记录所有船员的时空轨迹；
轨迹分析模块，用于周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹；
修正模块，用于通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正。
进一步的，所述手机信息包括手机卡的用户识别码或手机的MAC地址信息。
进一步的，所述轨迹分析模块，在周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹时，执行如下操作：
周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置信息，迭代计算位置的聚类中心位置，剔除距离聚类中心位置超过第二阈值的位置信息，直到剩余的位置信息距离聚类中心位置都未超过第二阈值；
统计剩余的位置信息对应的船员数量，如果超过第一阈值则最终聚类中心位置为当前渔船所在的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹。
进一步的，所述修正模块通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，执行如下操作：
通知船员请求渔船监控的实况，获取手机上传的手机与监控的连接信息以及监控画面；
或通知船员请求渔船监控的实况，接收渔船监控上传的手机与监控的连接信息以及监控画面。
进一步的，所述修正模块从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正，执行如下操作：
如果手机与监控的连接信息是无线局域网连接，则直接以手机的GPS信息作为渔船的当前位置，对渔船的时空轨迹进行修正；
如果手机与监控的连接信息是无线广域网连接，则从监控画面中识别周围的地理目标，根据周围的地理目标的位置对渔船的时空轨迹进行修正。
本申请提出了一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法及装置，通过船员的手机信息获取渔船所有船员的时空轨迹，然后基于群体聚类分析，将聚集在一起的船员的时空轨迹作为渔船的时空轨迹。并通过从手机与监控的连接信息以及监控画面来对时空轨迹进行修正，可以快速准确的获取渔船的时空轨迹，为渔船是否出海或停泊提供准确位置信息，便于渔业的管理和安全生产。
附图说明
图1为本申请基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
如图1所示，一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法，包括：
获取渔船所有船员的手机信息，根据对手机信息的实时跟踪，记录所有船员的时空轨迹；
周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹；
在渔船行驶时，通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正。
本申请先预先登记每个渔船的所有船员，获取每个渔船所有船员的手机信息，包括但不限于船员的姓名、手机号码、手机卡的用户识别码或手机的MAC地址信息等。
从而可以根据船员的手机信息来实时跟踪，掌握船员的时空轨迹。关于通过手机信息进行实时跟踪，掌握船员的时空轨迹，通过运营商基站或公安的WIFI探针，可以进行三点定位，获取上述某一船员的位置，长时间实时跟踪，可以记录其时空轨迹。关于获取船员的时空轨迹，属于比较成熟的技术，这里不再赘述。
容易理解的是，渔船停靠码头时，船员大多分散回家，渔船外出作业时，船员相对聚集在渔船上。通过对船员们的时空轨迹的分析，相对一致的时空轨迹即是渔船行驶的轨迹。
例如，通过分析这些船员的手机信息的时空轨迹，当一定比例(比如80％)的手机信息的时空轨迹一致时，这一段时间的时空轨迹就是渔船的行驶轨迹。其中80％即第一阈值，是一个比例。当然，第一阈值也可以直接是船员的数量，本申请对此不做限制。
本申请周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹，具体包括：
周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置信息，迭代计算位置的聚类中心位置，剔除距离聚类中心位置超过第二阈值的位置信息，直到剩余的位置信息距离聚类中心位置都未超过第二阈值；
统计剩余的位置信息对应的船员数量，如果超过第一阈值则最终聚类中心位置为当前渔船所在的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹。
首先根据这些手机信息的位置，计算其位置的聚类中心位置；剔除远离聚类中心位置的手机信息，即剔除距离聚类中心位置超过第二阈值的位置，例如超过30米，第二阈值的设置根据渔船的大小进行设备。剔除的这些位置距离聚类中心位置远，以为这些对应船员不在船上，重新计算剩余手机位置的聚类中心位置。如此迭代处理，直到剩余的位置距离聚类中心位置都未超过第二阈值。
需要说明的是，关于船员的聚类中心位置，可以通过各种聚类方法来进行聚类得到，属于本技术领域比较成熟的技术，这里不再赘述。
本申请统计剩余的位置对应的船员数量，若这些船员的位置与聚类中心位置距离小于第二阈值，例如30米，则该聚类中心位置就作为渔船的位置。
显然，若大部分船员的位置均距离聚类中心位置大于30米，则意味着大家不在渔船上，也意味着渔船未外出作业；否则，意味着渔船正在外出作业。
需要说明的是，本申请在根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹时，由于是将聚类得到的聚类中心位置作为渔船的位置，并且通过曲线拟合的方法得到渔船的时空轨迹。关于通过点进行曲线拟合，是比较成熟的技术，这里不再赘述。
通过手机的时空轨迹的分析来获取渔船的时空轨迹，由于受到水域无线信号的波动影响，有可能有较大的误差。在紧急时刻，可以通过其他技术手段来对渔船的时空轨迹进行修正，获取到准确的渔船位置。
本申请通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正。
其中，所述通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，包括：
通知船员请求渔船监控的实况，获取手机上传的手机与监控的连接信息以及监控画面；
或通知船员请求渔船监控的实况，接收渔船监控上传的手机与监控的连接信息以及监控画面。
例如，船员的手机APP通过渔船的无线局域网wifi或通过无线广域网3G/4G/5G连接渔船上的监控设备，点播渔船的监控实况，可以获取监控所拍摄的监控画面。手机APP可自动读取手机的GPS信息和时间信息、连接监控设备的连接方式以及监控设备的ID(监控设备的ID用于对应渔船身份)，连同监控画面一同上传管理平台。
或者船员的手机APP通过渔船的wifi或通过3G/4G连接渔船上的监控设备，点播渔船的监控实况。APP自动读取手机的GPS位置信息，将位置信息同步实时上传监控设备。监控设备读取手机的连接方式，如果采用的是无线局域网连接，则将手机上传的位置信息和监控设备本地的时间信息作为渔船的时空点，通过监控设备的广域链路(3G/4G)上传管理平台；同时监控设备将监控画面也上传给管理平台。
本申请管理平台在获取手机与监控的连接信息以及监控画面后，从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正，包括：
如果手机与监控的连接信息是无线局域网连接，则直接以手机的GPS信息作为渔船的当前位置，对渔船的时空轨迹进行修正；
如果手机与监控的连接信息是无线广域网连接，则从监控画面中识别周围的地理目标，根据周围的地理目标的位置对渔船的时空轨迹进行修正。
具体的，管理平台判断手机连接NVR的方式，如果是wifi，则读取手机APP上传的GPS信息和时间信息，将此作为渔船的位置，从而实时修正渔船的时空轨迹。但若管理平台发现手机连接监控设备采用的是3G或4G的方式，则丢弃手机的GPS位置信息，仅读取时间信息，并通过照片上的景物与实际景物的比对，根据实际景物的地理位置判断渔船所在的地理位置，将此地理位置和时间信息作为渔船的实际位置，从而实时修正渔船的时空轨迹。
与上述方法对应的，本申请还提出了一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置，包括：
手机信息登记模块，用于获取渔船所有船员的手机信息，根据对手机信息的实时跟踪，记录所有船员的时空轨迹；
轨迹分析模块，用于周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹；
修正模块，用于通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正。
关于基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置的具体限定可以参见上文中对于基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法的限定，在此不再赘述。上述基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
存储器和处理器之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件互相之间可以通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器通过运行存储在存储器内的计算机程序。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法，其特征在于，所述基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法，包括：
获取渔船所有船员的手机信息，根据对手机信息的实时跟踪，记录所有船员的时空轨迹；
周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹；
在渔船行驶时，通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正。
2.根据权利要求1所述的基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法，其特征在于，所述手机信息包括手机卡的用户识别码或手机的MAC地址信息。
3.根据权利要求1所述的基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法，其特征在于，所述周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹，包括：
周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置信息，迭代计算位置的聚类中心位置，剔除距离聚类中心位置超过第二阈值的位置信息，直到剩余的位置信息距离聚类中心位置都未超过第二阈值；
统计剩余的位置信息对应的船员数量，如果超过第一阈值则最终聚类中心位置为当前渔船所在的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹。
4.根据权利要求1所述的基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法，其特征在于，所述通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，包括：
通知船员请求渔船监控的实况，获取手机上传的手机与监控的连接信息以及监控画面；
或通知船员请求渔船监控的实况，接收渔船监控上传的手机与监控的连接信息以及监控画面。
5.根据权利要求1所述的基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正方法，其特征在于，所述从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正，包括：
如果手机与监控的连接信息是无线局域网连接，则直接以手机的GPS信息作为渔船的当前位置，对渔船的时空轨迹进行修正；
如果手机与监控的连接信息是无线广域网连接，则从监控画面中识别周围的地理目标，根据周围的地理目标的位置对渔船的时空轨迹进行修正。
6.一种基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置，其特征在于，所述基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置，包括：
手机信息登记模块，用于获取渔船所有船员的手机信息，根据对手机信息的实时跟踪，记录所有船员的时空轨迹；
轨迹分析模块，用于周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹；
修正模块，用于通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正。
7.根据权利要求6所述的基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置，其特征在于，所述手机信息包括手机卡的用户识别码或手机的MAC地址信息。
8.根据权利要求6所述的基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置，其特征在于，所述轨迹分析模块，在周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置，对船员的时空轨迹进行聚类分析确定渔船的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹时，执行如下操作：
周期性获取当前所有船员时空轨迹中的位置信息，迭代计算位置的聚类中心位置，剔除距离聚类中心位置超过第二阈值的位置信息，直到剩余的位置信息距离聚类中心位置都未超过第二阈值；
统计剩余的位置信息对应的船员数量，如果超过第一阈值则最终聚类中心位置为当前渔船所在的位置，根据确定的渔船的位置拟合出渔船的时空轨迹。
9.根据权利要求6所述的基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置，其特征在于，所述修正模块通过船员的手机请求渔船监控的实况，获取手机与监控的连接信息以及监控画面，执行如下操作：
通知船员请求渔船监控的实况，获取手机上传的手机与监控的连接信息以及监控画面；
或通知船员请求渔船监控的实况，接收渔船监控上传的手机与监控的连接信息以及监控画面。
10.根据权利要求6所述的基于船载视频监控的渔船时空轨迹修正装置，其特征在于，所述修正模块从手机与监控的连接信息以及监控画面中获取手机的GPS信息或监控画面中的地理位置信息，对渔船的时空轨迹进行修正，执行如下操作：
如果手机与监控的连接信息是无线局域网连接，则直接以手机的GPS信息作为渔船的当前位置，对渔船的时空轨迹进行修正；
如果手机与监控的连接信息是无线广域网连接，则从监控画面中识别周围的地理目标，根据周围的地理目标的位置对渔船的时空轨迹进行修正。
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