CN111586352A

CN111586352A - 多光电最佳适配联合调度系统及方法

Info

Publication number: CN111586352A
Application number: CN202010339784.6A
Authority: CN
Inventors: 曲凌钊
Original assignee: Shanghai Yingjue Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Yingjue Technology Co ltd
Priority date: 2020-04-26
Filing date: 2020-04-26
Publication date: 2020-08-25

Abstract

本发明提供了一种多光电适配联合调度系统及方法，告警传感器探测得到拍摄目标后，拍摄目标的位置信息被多光电调度单元接收，多光电调度单元将拍摄目标的位置信息与多台光电设备进行距离测算，从多台光电设备中选定具备最佳拍摄角度的光电设备对拍摄目标进行抓拍。每台光电设备的被遮挡区域信息预先测量记录，供多光电调度单元调用，最终选出抓拍条件最好的一台(或多台)光电，可见光与红外设备自动调节目标船舶在图像显示画面中位置与比例，对目标进行监测或抓拍。本发明可兼容多品牌多型号的光电，降低了人力物力，提高抓拍图片质量，减省了抓拍船舶图片琐碎的操作过程。

Description

多光电最佳适配联合调度系统及方法

技术领域

本发明涉及电子信息领域，具体地，涉及一种多光电联合调度智能抓拍系统及方法。

背景技术

水域治理的问题由来已久，在历史的发展过程中，人民群众不断的在与水域污染、违法犯罪等问题进行着激烈的斗争。近些年来，国家与社会增强生态文明建设意识进一步觉醒、打击违法犯罪的力度逐渐加大，相关政策相继出台推行，水域治理的重要性不言而喻。对海洋、江河、湖泊等进行治理的难度、繁杂度等问题迎面扑来，需要投入大量的人力物力，智能化水域治理的需求日益强烈。水域监测犹如水域治理的眼睛，是水域治理的重要环节。水域监测系统对航行船舶进行监控，必要时对异常船舶拍照取证，为进一步执法留存有力证据。

在水域治理的历史发展中，留存下来许多光电监测设备，它们布控在各个基站，单独监测或者是联合多角度监测一片水域。然而，众多的监控设备，似乎并没有实质上的联系，对于监测区域内的异常船只等目标，目前只能通过人工采取进一步的行动，如光电选择、视场方位调节、图片抓拍等。自动化，智能化的完成上述操作成为目前亟需解决的问题。

与本申请相关的现有技术是专利文献CN 205992305U，公开一种船舶智能抓拍管理系统，包括激光扫描仪、交换机、分析机、抓拍机，激光扫描仪通过网线连接交换机，并通过网线接入企业内网；抓拍机与交换机数据连接，并通过网线接入企业内网；分析机与交换机数据连接，企业内网匹配抓拍数据存储机构，分析机通过交换机接入企业内网，与抓拍数据存储机构中的数据进行对接。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多光电适配联合调度系统及方法。

根据本发明提供的一种多光电适配联合调度系统，包括告警传感器、多台光电设备、多光电调度单元；

多光电调度单元分别与告警传感器、多台光电设备无线通讯连接；

告警传感器探测得到拍摄目标后，拍摄目标的位置信息被多光电调度单元接收，多光电调度单元将拍摄目标的位置信息与多台光电设备进行距离测算，从多台光电设备中选定具备最佳拍摄角度的光电设备对拍摄目标进行抓拍。

优选地，所述的多光电适配联合调度系统，还包括显示控制单元，显示控制单元与多台光电设备连接，将光电设备抓拍得到的目标图像进行显示并存储。

优选地，通过预先测量得到所述多台光电设备的遮挡区域，遮挡区域以文件形式记录，以供所述多光电调度单元读取。

优选地，所述光电设备能够自动调节拍摄目标在目标图像中显示的位置与比例，光电设备至少具备可见光图像采集、红外图像采集。

优选地，所述告警传感器的设置位置包括岸基、船载、海底、卫星中的任一种或任多种。

根据本发明提供的一种多光电适配联合调度方法，包括以下步骤：

目标接收步骤：接收告警传感器监测得到的拍摄目标的位置信息；

多光电调度步骤：计算拍摄目标的位置信息与光电设备的距离，判定拍摄目标是否处于光电设备的遮挡区域之内，若处于所述遮挡区域之外，则列入待调度队列，若处于所述遮挡区域之内，则不列入待调度队列；

目标抓拍步骤：从待调度队列中选定具备最佳拍摄角度的光电设备对拍摄目标进行抓拍。

优选地，所述多光电调度步骤包括：

遮挡判定步骤：根据光电设备的遮挡区域，计算拍摄目标的位置信息与遮挡区域的位置关系；

角度计算步骤：计算拍摄目标在光电设备下的方位角度和俯仰角度；

调度计算步骤：计算拍摄目标与光电设备的距离，结合方位角度、俯仰角度，对光电设备打分，待调度队列以打分的分值大小进行排序。

优选地，所述的多光电适配联合调度方法，还包括显示控制步骤，将光电设备抓拍得到的目标图像进行显示并存储；

所述光电设备能够自动调节拍摄目标在目标图像中显示的位置与比例，光电设备至少具备可见光图像采集、红外图像采集。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明能够通过自动调度选择拍摄条件最好的一台或多台光电设备对目标进行抓拍，降低人力物力，准确高效的获得抓拍图片。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的工作流程示意图；

图2为方位角被遮挡区域测量图(俯视示意图)；

图3为俯仰角被遮挡区域测量(侧视示意图)，其中T1、T2、T3表示俯仰角；

图4为复杂场景下方位角遮挡范围测量(俯视示意图)；

图5为多光电调度示意图；

图6为系统架构图；

图7为光电设备、目标、遮挡物关系示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明是基于现存的众多光电设备条件下，实施智能最佳适配、进行多光电联合调度系统。当海洋、湖泊、江河某一区域有多台光电检测时，能够自动选择拍摄条件最好的一台(或多台)光电对目标进行抓拍。本发明的目的是提供一种多光电最佳适配联合调度系统，降低人力物力，提高抓拍图片质量，提升进一步执法的高效性与准确性。

具体地，所述的多光电适配联合调度系统，还包括显示控制单元，显示控制单元与多台光电设备连接，将光电设备抓拍得到的目标图像进行显示并存储。

具体地，通过预先测量得到所述多台光电设备的遮挡区域，遮挡区域以文件形式记录，以供所述多光电调度单元读取。

具体地，所述光电设备能够自动调节拍摄目标在目标图像中显示的位置与比例，光电设备至少具备可见光图像采集、红外图像采集。

具体地，所述告警传感器的设置位置包括岸基、船载、海底、卫星中的任一种或任多种。

具体地，所述多光电调度步骤包括：

具体地，所述的多光电适配联合调度方法，还包括显示控制步骤，将光电设备抓拍得到的目标图像进行显示并存储；

在具体实施中，光电设备选用多台可见光和红外光电视频监控设备，在预备阶段，测量每一台光电设备的遮挡区域，显示控制单元与多台可见光和红外光电视频监控设备连接，多光电调度单元接收告警传感器的目标信息，根据接收到的信息计算目标与光电距离，进一步判定该光电在监测、抓拍图片的过程中存在的被遮挡区域，最终选出监测、抓拍条件适宜的一台(或多台)光电，本发明可兼容多品牌多型号的光电，可见光与红外光电视频监控设备自动调节目标船舶在图像显示画面中位置与比例，对目标进行监测或抓拍，在抓拍图片成功后，显示控制系统将图片信息发送给数据库，将图片数据存库。

所述光电设备进行图像采集，可安装在岸基或移动执法船上，所述图像采集能够采用可见光监测和红外监测，其中可见光监测与红外监测配合使用，在不同条件下，如昼夜变化、天气变化，相互配合，形成互补。所述兼容多品牌多型号的光电设备，对不同品牌不同型号光电设备采取不同的调度策略，使不同品牌不同型号的光电设备具有相同的调度效果。

在使用多光电最佳适配联合调度系统之前，对每一光电进行遮挡区域测量，测量被遮挡区域的光电的方位角及俯仰角，保存记录以供后续使用。所述多光电调度单元接收到传感器目标信息，将计算该目标周围光电到该目标距离，该光电在监测、抓拍该目标过程中是否会被遮挡的判定。多台光电设备满足距离条件，满足未被遮挡条件，将计算目标所在光电方位角俯仰角的契合度，离遮挡物体距离越远将获得更高的调度优先权，最终结合距离角度信息为待调度光电计算得分，所有光电完成计算得分后，最终在待调度光电队列中选出得分最高的一台或多台光电进行调度，最终完成对目标的监测、抓拍。

告警传感器是在预先设置的告警区域内进行监测的传感器，能够探测到告警区域内存在目标时产生的告警信息，目标例如船只浮标、飞鸟等用户感兴趣的物体。告警传感器包括但不限于光电设备传感器、雷达传感器、AIS传感器、北斗卫星传感器、声纳传感器、GIS传感器、激光等。传感器可位于岸基、船载、海底、卫星等位置。如图1所示，接收告警信息后，计算光电与目标之间的距离，每台光电设备架设位置不同，面对复杂的水域、岸基情况，会遇到不同情况的遮挡现象。通过对光电在监测、抓拍该目标过程中是否会被遮挡进行判定，放弃处于遮挡区域的光电设备。对满足未被遮挡条件的光电设备，计算目标所在光电方位角俯仰角的契合度，离遮挡物体距离越远将获得更高的调度优先权，结合距离角度信息为待调度光电计算得分，所有光电完成计算得分后，最终在待调度光电队列中选出得分最高的一台或多台光电进行调度，完成对目标的监测、抓拍。

在多光电调度算法中，为每台光电计算得分。关于得分计算需根据实际情况进行选择。主要分成以下两种情况：

如图5所示，光电数量较少时，某一区域或某一角度只有一台光电覆盖，在这种情况下，光电与目标的距离可作为主要判据，角度信息只用于判断是否会有遮挡即可。在这种情况下，光电与目标的距离可作为主要判据：距离越近，得分越高，假设光电有效监控距离分别为x₁至x₂，目标位置为x，且x₂＞x＞x₁，则光电得分由x₁、x₂、x间关系得到。角度信息只用于判断是否会有遮挡即可：如果目标存在完全遮挡，或者在监控盲区，则得分为-1，将不考虑进行调度。在判断时优先查看角度判断，在角度得分不为-1的情况下，再进行距离得分计算。

如图7所示，光电数量较多时，某一区域内能够有多台光电覆盖，这种情况下，就涉及到某一区域内光电的择优调度。当多台光电与目标距离相近时，除距离信息作为判据外，角度信息将发挥更大的作用。可通过缩小角度(包括方位角俯仰角)范围、对角度信息进行加权得分等方式，选出最优的一台(或多台)进行调度抓拍。其中，缩小角度是指，当两台及以上监测到图7中④所示的目标时，缩小每台光电的视场角，目标在光电监测画面中位置越符合用户需求(如目标在画面中的位置、比例等)，则得分越高；加权得分是指当两台以上光电设备均能监测到同一目标时，需要对距离信息与遮挡信息等进行加权得分，取其中得分高者。计算得分时，判断光电、目标、遮挡物三者之间的关系，根据遮挡关系计算改光电的角度得分，图7展示了几种光电、目标、遮挡物之间的关系。计算目标与光电距离得分，结合角度得分，计算该光电最终得分(根据不同场景下光电数量不同，得分计算需区别对待)。

根据不同场景下光电数量不同，得分计算需区别对待。如图7所列举的五种目标、光电、遮挡物之间的关系，①表示光电到目标监测区域内无遮挡物，②表示目标被部分遮挡，③表示目标被完全遮挡，④表示目标处于两个遮挡物之间，⑤表示目标处于光电与遮挡物之间，目标未被遮挡。按照调度优先顺序排列分别为①⑤④②，其中③将不予考虑调度。多广电调度计算得分算法时，对每一个影响因子，需要配合不同的权重，得出最后的得分score。如下所示：

score＝W_typex_type+W_ox_o

其中，W_type为标量，表示图7所示每种情况得分的不同权重。x_type为标量，表示图7所示每种情况最高得分，下标type代表图7所示的每种情况。x_o为矢量，表示对应类型type下，其他影响因素，(包括但不限于与遮挡物的距离信息，光电拍摄该物体时的角度信息，根据时间段确定是否逆光信息等中的一种或多种)，W_o为矢量，对应x_o的权重。上述关于W_type、W_o的计算方式根据实际情况设计以下一种或多种：

(1)w＝kx

(2)w＝k tan x

其中，k，a，b，c均为常数。x为标量，表示图7中某种情况下的相应变量。

w为标量，表示该种情况下计算得分的权重。

为保证光电最佳适配调度，如图6所示，在预备阶段事先记录好每台光电的遮挡信息，生成配置文件，以供调度读取使用。测量时光电设备会返回设备当前的方位角俯仰角等信息。引导光电设备当光电画面内出现遮挡物(岛屿、桥梁、其他建筑等)时，测量该遮挡物边缘相对于该光电设备的方位角、俯仰角。图2与图3分别展示了简单情况下方位角与俯仰角遮挡范围的测量。以图2为例，方位角A1与方位角A2即为测量过程中需要记录的数据，被遮挡方位角范围是|A2-A1|。图3中，被遮挡俯仰角范围是|T2-T1|。如图4所示，复杂情况以测量方位角遮挡范围为例，展示了复杂场景下，角度信息的测量。每台光电能够调节的最小方位角、最大方位角与最大俯角也应考虑在遮挡信息范围内。图4中，被遮挡方位角范围分别是|A2-A|，|A4-A3|。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims

1.一种多光电适配联合调度系统，其特征在于，包括告警传感器、多台光电设备、多光电调度单元；

2.根据权利要求1所述的多光电适配联合调度系统，其特征在于，还包括显示控制单元，显示控制单元与多台光电设备连接，将光电设备抓拍得到的目标图像进行显示并存储。

3.根据权利要求1所述的多光电适配联合调度系统，其特征在于，通过预先测量得到所述多台光电设备的遮挡区域，遮挡区域以文件形式记录，以供所述多光电调度单元读取。

4.根据权利要求1所述的多光电适配联合调度系统，其特征在于，所述光电设备能够自动调节拍摄目标在目标图像中显示的位置与比例，光电设备至少具备可见光图像采集、红外图像采集。

5.根据权利要求1所述的多光电适配联合调度系统，其特征在于，所述告警传感器的设置位置包括岸基、船载、海底、卫星中的任一种或任多种。

6.一种多光电适配联合调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的多光电适配联合调度方法，其特征在于，所述多光电调度步骤包括：

8.根据权利要求6所述的多光电适配联合调度方法，其特征在于，还包括显示控制步骤，将光电设备抓拍得到的目标图像进行显示并存储；

9.根据权利要求6所述的多光电适配联合调度方法，其特征在于，通过预先测量得到所述多台光电设备的遮挡区域，遮挡区域以文件形式记录，以供所述多光电调度单元读取。

10.根据权利要求1所述的多光电适配联合调度方法，其特征在于，所述告警传感器的设置位置包括岸基、船载、海底、卫星中的任一种或任多种。