(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210772947.9 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 顾振雄　王达磊　董一庆　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 陈天宝 (51)Int.Cl. G08G 3/02(2006.01) G08B 21/18(2006.01) G08B 21/24(2006.01) H04N 5/04(2006.01) H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度 检测系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于多目立体视觉的分布 式船舶高度检测系统， 包括分布式视频采集组 件、 视频传输与同步组件、 数据汇总 与处理组件， 其中分布式视频采集组件设于桥梁 上下游位置， 所述分布式视频采集组件获取桥梁上下游的来 往船舶视频信息； 视频传输与同步组件将来往船 舶视频信息进行时间同步并进行上位输出； 数据 汇总与处理组件基于来往船舶视频信息对船舶 进行三维重建， 获得船舶顶部结构 的绝对高程， 将船舶顶部与桥梁底部绝对高程进行比较， 判断 船舶与桥梁底部发生刮擦或者碰撞的可能性。 与 现有技术相比， 本发明实现了船舶的高度与桥梁 的高度关系的立体重建及实时监测预警， 并通过 无线通信技 术实现用户端的实时通知。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115083211 A 2022.09.20 CN 115083211 A 1.一种基于多目立体视 觉的分布式船舶高度检测系统， 其特 征在于， 包括： 分布式视频采集组件， 设于桥梁上下游位置， 所述分布式视频采集组件获取桥梁上下 游的来往船舶视频信息； 视频传输与同步组件， 与所述分布式视频采集组件通信连接， 所述视频传输与同步组 件将来往船舶视频信息进行时间同步并进行 上位输出； 数据汇总与处理组件， 与所述视频传输与同步组件通信连接， 基于来往船舶视频信息 对船舶进行三维重建， 获得船舶顶部结构的绝对高程， 将船舶顶部与桥梁底部绝对高程进 行比较， 判断船舶与桥梁底部发生刮擦或者碰撞的可能性， 如果存在刮擦或者碰撞风险则 向用户端发出 预警消息 。 2.根据权利要求1所述的一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 其特征 在于， 所述分布式视频采集组件 包括多个沿桥梁上 下游河岸处设置的摄 像设备。 3.根据权利要求2所述的一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 其特征 在于， 所述视频传输与同步组件 包括相互电连接的第一处 理单元和第一输出 单元。 4.根据权利要求3所述的一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 其特征 在于， 所述第一处理单元分别与各个摄像设备通信连接， 所述第一处理单元将各个摄像设 备输出的视频进行 逐帧的同步校正， 得到同步后的多通道视频信息； 所述第一输出 单元将多通道视频信息 输出至数据汇总与处 理组件。 5.根据权利要求4所述的一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 其特征 在于， 所述数据汇总与处 理组件包括第二处 理单元和第二输出 单元。 6.根据权利要求5所述的一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 其特征 在于， 所述第二处理单元基于同步后的多通道视频信息， 对各通道进 行逐帧视觉 分割， 自逐 帧图像的背景中分割 出目标船舶， 之后基于立体视觉的方法对船舶进行三维重建， 获得船 舶顶部结构的绝对高程。 7.根据权利要求6所述的一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 其特征 在于， 所述第二处理单元将船舶顶部的绝对高程与桥梁底部的绝对高程进行比较， 判断船 舶与桥梁底部发生刮擦或者碰撞的可能性时： 当船舶顶部结构的绝对高程大于α*H时， 认定存在刮擦或者碰撞的可能性， 其中α为小 于1的安全系数， H为预设的桥梁底部的绝对高程。 8.根据权利要求5所述的一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 其特征 在于， 所述第一输出 单元为I/O接口， 所述第一输出 单元与所述第二处 理单元电连接 。 9.根据权利要求5所述的一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 其特征 在于， 所述第二输出 单元为射频信号发射模组， 所述第二输出 单元与用户端通信连接 。 10.根据权利要求5所述的一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 其特征 在于， 所述第一处 理单元和第二处 理单元为FPGA或M CU。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115083211 A 2一种基于多目 立体视觉的分布式船舶高度检测系统 技术领域 [0001]本发明涉及 航运技术领域， 尤其是涉及一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度 检测系统。 背景技术 [0002]船舶在航道上行驶， 由于江河水位、 船舶载货的变化， 可能会引起船舶与其所途径 桥梁的相对高度发生变化。 如果船舶最高点的绝对高程大于途径桥梁底部的绝对高程， 那 么船舶有可能会与桥梁底部发生刮擦甚至 碰撞， 从而对桥梁和船舶带来 威胁。 [0003]CN106530837A公开了一种基于机器视觉的桥梁主动防船撞 方法， 利用距离、 航速、 航向、 最近会遇点、 达到最近会遇点时间等实测数据， 主动提醒船舶违规操作、 实时评估船 撞风险、 主动预警船撞危险、 自动报警船撞事故。 [0004]CN 109949616  A公开了一种桥梁主动防船撞监测预警系统包括多个监控视频获 取装置以及轨迹追踪装置， 其中， 监控视频获取装置具有： 视频采集部和采集侧通信部； 轨 迹追踪装置具有： 神经网络存储部， 存储有神经网络模型； 目标船舶获取部， 用于获取目标 船舶的船舶位置； 坐标获取部， 根据船舶位置获取船舶坐标值； 船舶轨迹获取部， 根据船舶 坐标值获取船舶轨迹和船舶的航行速度； 船舶轨迹预测部， 根据船舶轨迹和 航行速度获取 预测轨迹、 预测速度、 抵桥时间以及通过位置的概率分布； 撞船预警部， 根据抵桥时间和通 过位置获取撞船概 率并实施发出警报。 [0005]而以上两个方案主要关注的是船舶的航行轨迹与桥墩在平面坐标系上的关系， 无 法解决本方案所面对的航道预警的技 术问题。 发明内容 [0006]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于多目立体 视觉的分布式船舶高度检测系统， 能够实现船舶高度的检测， 从而预判 船舶的高度是否超 过桥梁底部高度， 进 而判断船舶是否可能与刮擦甚至 碰撞桥梁底部 。 [0007]本发明的目的可以通过以下技 术方案来实现： [0008]本发明的目的是提供一种基于多目立体视觉的分布式船舶高度检测系统， 包括分 布式视频采集组件、 视频传输与同步组件、 数据汇总与处 理组件， 其中具体地： [0009]分布式视频采集组件设于桥梁上下游位置， 所述分布式视频采集组件获取桥梁上 下游的来往船舶视频信息； [0010]视频传输与同步组件与所述分布式视频采集组件通信连接， 所述视频传输与同步 组件将来往船舶视频信息进行时间同步并进行 上位输出； [0011]数据汇总与处理组件与所述视频传输与同步组件通信连接， 基于来往船舶视频信 息对船舶进行三维重建， 获得船舶顶部结构的绝对高程， 将船舶顶部与桥梁底部绝对高程 进行比较， 判断船舶与桥梁底部发生刮擦或者碰撞的可能性， 如果存在刮擦或者碰撞风险 则向用户端发出 预警消息 。说　明　书 1/4 页 3 CN 115083211 A 3