CN114115245A - 一种航标识别设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航标视频采集与航标识别设备及方法，定位模块用于获取设备的实时位置信息以及方位角数据并发送至图像采集模块和边缘计算模块；边缘计算模块根据实时位置信息以及方位角数据计算航标相对于设备所处的方位，并将拍摄指令下发至信号处理与控制模块；信号处理与控制模块根据拍摄指令控制图像采集模块进行图像数据采集，并将图像数据反馈至边缘计算模块；边缘计算模块提取图像数据并对其进行识别，将识别结果上传至通信模块。本发明旨在解决现有技术中各个设备安装部署困难、整个识别设备的便携性较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及航标识别分析领域，特别是一种航标识别设备及方法。
背景技术
航标按工作原理有视觉航标(Visual aids to navigation)、音响航标(Audibleaids to navigation)和无线电航标(Radio aids to navigation)三类，由于航标对于促进船舶交通安全、有效航行具有重大作用，因此需要确保其正常运行。
现有技术中，采用摄像机配合NVR(Network Video Recorder，网络视频录像机)、方位传感器及GPS定位装置，对航标所在的位置进行识别，通过摄像机转动相应的角度对航标进行拍摄，并将获取的图像视频信息上传至后台服务器中进行分析比对，判断航标是否有出现异常情况。
但是，现有技术需要在摄像机、NVR设备、GPS定位器等各个设备之间进行复杂的连线，存在安装部署困难的问题；并且，设备体积大，便携性较差。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种航标识别设备及方法，旨在解决现有技术中摄像机、NVR设备、方位传感器及GPS定位装置等各个设备之间进行复杂的连线，存在安装部署困难的问题，实现了设备一体化，提高了设备便携性。
为实现上述目的，本发明提供了一种航标识别设备，其包括：供电模块、定位模块、图像采集模块信号处理与控制模块、边缘计算模块和通信模块；所述定位模块分别与所述图像采集模块、边缘计算模块相连，所述图像采集模块、边缘计算模块还同所述信号处理与控制模块相连，所述信号处理与控制模块还同所述通信模块相连；所述供电模块对设备供电，所述定位模块用于获取设备的实时位置信息以及方位角数据并发送至所述图像采集模块和边缘计算模块；所述边缘计算模块根据所述实时位置信息以及方位角数据，计算航标相对于设备所处的方位，并将拍摄指令下发至所述信号处理与控制模块；所述信号处理与控制模块根据所述拍摄指令控制所述图像采集模块进行图像数据采集，并将图像数据反馈至所述边缘计算模块；所述边缘计算模块提取图像数据并对其进行识别，将识别结果上传至通信模块。
可选的，所述定位模块包括GPS模块和方向角模块，所述GPS模块用于获取设备的实时经纬度信息，所述方向角模块用于获取设备的方位角数据。
可选的，所述边缘计算模块还用于获取航标的实时经纬度信息，并结合设备的实时经纬度信息，计算航标相对于设备所处的方位；以及，根据航标相对于设备所处的方位和设备的方位角数据，确定图像采集模块的航标采集点。
可选的，所述设备还包括控制云台，所述控制云台根据所述航标采集点控制所述图像采集模块的转动角度，使得图像采集模块对准所述航标采集点进行图像采集。
可选的，所述设备还包括视频存储模块，所述视频存储模块与所述图像采集模块相连，用于存储图像数据。
可选的，所述航标位于以设备实时位置为圆心，预设半径的圆形范围内。
可选的，所述边缘计算模块提取图像数据并对其进行识别是指，所述边缘计算模块将图像数据与航标标准图像数据进行对比识别，并输出识别结果；所述识别结果为图像不符合标准、航标符合标准或航标不符合标准其中一种。
可选的，所述图像采集设备为摄像机，当所述识别结果为图像不符合标准时，所述摄像机调整相关参数后，再进行图像采集，直到识别结果为航标符合标准或航标不符合标准其中一种。
可选的，所述供电模块为太阳能板。
相应地，本发明还提供了一种航标识别方法，包括如下步骤：步骤a.获取设备的实时位置信息以及方位角数据；步骤b.根据所述实时位置信息以及方位角数据计算航标相对于设备所处的方位，下发拍摄指令；步骤c.根据所述拍摄指令进行图像数据采集；步骤d.提取图像数据并对其进行识别，上传识别结果。
本发明的有益效果是：
(1)通过模块化设计，将原本NVR、方位传感器、GPS定位装置等成品模块化，并将各个模块集成在一起，实现设备一体化，有效减少了设备的总体积，提高了设备的便携性；进一步减少实际使用过程中的安装过程，进而提高了外场工作效率；
(2)通过控制云台与边缘计算模块的配合，能够更加准确快捷地调整摄像机的拍摄角度，确定拍摄目标以及拍摄范围，提高工作效率；
(3)若识别结果为图像不符合标准，则通过摄像机调整相关参数后，再进行图像采集，确保设备采集过程因为采集图像数据不符合标准造成的航变识别遗漏、航标识别错误；
(4)通过太阳能供电系统，有效保证设备在外场的长时间运行。
附图说明
图1是本发明所述航标识别设备一实施例的模块连接图；
图2是本发明所述航标识别设备一实施例的侧视图；
图3是本发明所述航标识别设备一实施例的立体图；
图4是本发明所述航标识别设备一实施例的边缘计算盒子的剖视图；
图5是本发明所述航标识别设备一实施例的扩展面板的局部放大图。
附图标记：1-定位模块，10-GPS模块，11-方向角模块，2-图像采集模块，3-边缘计算盒子，30-信号处理与控制模块，31-通信模块，32-视频存储模块，33-减震垫，34-散热风扇，35-边缘计算模块，4-控制云台，5-扩展面板，50-接口模块，6-防水橡胶圈，7-太阳能板。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
现有技术需要在摄像机、NVR设备、GPS定位器等各个设备之间进行复杂的连线，存在安装部署困难的问题；并且，设备体积大，便携性较差。为了解决上述问题，本发明提供了一种航标识别设备，请参考图1，其包括：供电模块、定位模块1、图像采集模块2信号处理与控制模块30、边缘计算模块35和通信模块31；定位模块1分别与图像采集模块2、边缘计算模块35相连，图像采集模块2、边缘计算模块35还同信号处理与控制模块30相连，信号处理与控制模块30还同通信模块31相连；供电模块对设备供电，定位模块1用于获取设备的实时位置信息以及方位角数据并发送至图像采集模块2和边缘计算模块35；边缘计算模块35根据实时位置信息以及方位角数据，计算航标相对于设备所处的方位，并将拍摄指令下发至信号处理与控制模块30；信号处理与控制模块30根据拍摄指令控制图像采集模块2进行图像数据采集，并将图像数据反馈至边缘计算模块35；边缘计算模块35提取图像数据并对其进行识别，将识别结果上传至通信模块31。
本发明通过各模块间的结合，解决了现有技术中摄像机、NVR设备、方位传感器及GPS定位装置等各个设备之间进行复杂的连线，存在安装部署困难的问题，实现了设备一体化，提高了设备便携性。
在本实施例中，边缘计算模块35提取图像数据并对其进行识别是指，边缘计算模块35将图像数据与航标标准图像数据进行对比识别，并输出识别结果；识别结果为图像不符合标准、航标符合标准或航标不符合标准其中一种。
在本实施例中，边缘计算模块35将图像数据与航标标准图像数据进行对比识别，主要通过对比航标的结构与状态等内容，判断航标符合标准或航标不符合标准。
请参考图2，在本实施例中，图像采集设备为摄像机，当识别结果为图像不符合标准时，摄像机调整相关参数后，再进行图像采集，直到识别结果为航标符合标准或航标不符合标准其中一种。
优选的，当识别结果为图像不符合标准时，对摄像机镜头的焦距、高度等方面进行调节，确保设备采集过程因为采集图像数据不符合标准造成的航变识别遗漏、航标识别错误。
在本实施例中，航标位于以设备实时位置为圆心，预设半径的圆形范围内。优选的，预设半径为2公里。
在本实施例中，定位模块1包括GPS模块10和方向角模块11，GPS模块10用于获取设备的实时经纬度信息，方向角模块11用于获取设备的方位角数据。
在本实施例中，图像采集模块2信号处理与控制模块30、边缘计算模块35和通信模块31都设置于边缘计算盒子3内。
在本实施例中，边缘计算模块35还用于获取航标的实时经纬度信息，并结合设备的实时经纬度信息，计算航标相对于设备所处的方位；以及，根据航标相对于设备所处的方位和设备的方位角数据，确定图像采集模块2的航标采集点。
在本实施例中，设备还包括控制云台4，控制云台4根据航标采集点控制图像采集模块2的转动角度，使得图像采集模块2对准航标采集点进行图像采集。
在本实施例中，通过控制云台4与边缘计算模块35的配合，能够更加准确快捷地调整摄像机的拍摄角度，确定拍摄目标以及拍摄范围，提高工作效率。
请参考图3，在本实施例中，供电模块为太阳能板7，能够有效保证设备在外场的长时间运行。
请参考图4，在本实施例中，设备还包括视频存储模块32，视频存储模块32与图像采集模块2相连，用于存储图像数据。
在本实施例中，设备还包括设置于设备内部的减震模块和散热模块。优选的，减震模块为减震垫33，散热模块为散热风扇34。
通过减震模块和散热模块，提高了设备的抗震性能和散热成效。
在本实施例中，减震垫33、散热风扇34和视频存储模块32均设置于边缘计算盒子3内。
在本实施例中，设备上还设置有防水橡胶圈6，优选的，防水橡胶圈6设置于设备插头处、控制云台4与边缘计算盒子3之间。
通过防水橡胶圈6提高设备的防水性能，增强设备作业的安全性，结合减震模块也能够更好的适应外场以及运动环境。
请参考图5，在本实施例中，设备还自带扩展面板5，拓展面板包括接口模块50。接口模块50上带有USB及RJ45接口，可以接入不同功能的独立模块，大大丰富设备的功能，另外可以通过接口实现航标识别软件的升级，方便以后设备系统的升级。
在本实施例中，相应地，本发明还提供了一种航标识别方法，包括如下步骤：步骤a.获取设备的实时位置信息以及方位角数据；步骤b.根据实时位置信息以及方位角数据计算航标相对于设备所处的方位，下发拍摄指令；步骤c.根据拍摄指令进行图像数据采集；步骤d.提取图像数据并对其进行识别，上传识别结果。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种航标识别设备，其特征在于，包括供电模块、定位模块、图像采集模块信号处理与控制模块、边缘计算模块和通信模块；
所述定位模块分别与所述图像采集模块、边缘计算模块相连，所述图像采集模块、边缘计算模块还同所述信号处理与控制模块相连，所述信号处理与控制模块还同所述通信模块相连；
所述供电模块对设备供电，所述定位模块用于获取设备的实时位置信息以及方位角数据并发送至所述图像采集模块和边缘计算模块；所述边缘计算模块根据所述实时位置信息以及方位角数据，计算航标相对于设备所处的方位，并将拍摄指令下发至所述信号处理与控制模块；所述信号处理与控制模块根据所述拍摄指令控制所述图像采集模块进行图像数据采集，并将图像数据反馈至所述边缘计算模块；所述边缘计算模块提取图像数据并对其进行识别，将识别结果上传至通信模块。
2.根据权利要求1所述的一种航标识别设备，其特征在于：所述定位模块包括GPS模块和方向角模块，所述GPS模块用于获取设备的实时经纬度信息，所述方向角模块用于获取设备的方位角数据。
3.根据权利要求1所述的一种航标识别设备，其特征在于：所述边缘计算模块还用于获取航标的实时经纬度信息，并结合设备的实时经纬度信息，计算航标相对于设备所处的方位；以及，根据航标相对于设备所处的方位和设备的方位角数据，确定图像采集模块的航标采集点。
4.根据权利要求3所述的一种航标识别设备，其特征在于：所述设备还包括控制云台，所述控制云台根据所述航标采集点控制所述图像采集模块的转动角度，使得图像采集模块对准所述航标采集点进行图像采集。
5.根据权利要求1所述的一种航标识别设备，其特征在于：所述设备还包括视频存储模块，所述视频存储模块与所述图像采集模块相连，用于存储图像数据。
6.根据权利要求1所述的一种航标识别设备，其特征在于：所述航标位于以设备实时位置为圆心，预设半径的圆形范围内。
7.根据权利要求1所述的一种航标识别设备，其特征在于：所述边缘计算模块提取图像数据并对其进行识别是指，所述边缘计算模块将图像数据与航标标准图像数据进行对比识别，并输出识别结果；所述识别结果为图像不符合标准、航标符合标准或航标不符合标准其中一种。
8.根据权利要求7所述的一种航标识别设备，其特征在于：所述图像采集设备为摄像机，当所述识别结果为图像不符合标准时，所述摄像机调整相关参数后，再进行图像采集，直到识别结果为航标符合标准或航标不符合标准其中一种。
9.根据权利要求1所述的一种航标识别设备，其特征在于：所述供电模块为太阳能板。
10.一种航标识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a.获取设备的实时位置信息以及方位角数据；
步骤b.根据所述实时位置信息以及方位角数据计算航标相对于设备所处的方位，下发拍摄指令；
步骤c.根据所述拍摄指令进行图像数据采集；
步骤d.提取图像数据并对其进行识别，上传识别结果。
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