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申请/专利权人：上海船舶运输科学研究所有限公司;上海海事大学

摘要：本发明提供了一种基于船载视频数据的船舶碰撞风险评估方法及系统，先通过船速仪实时获取本船实际航速，再通过设置在本船上的摄像头实时获取船载视频数据，对船载视频数据进行分帧处理得到多个海事图像，并采用图像目标跟踪算法从海事图像中提取出本船的中心像素坐标，使用基于图像目标跟踪算法的计算机视觉模型对各个海事图像中的目标船舶进行目标检测，得到所有目标船舶检测框的坐标、宽度和高度，进而计算出各个目标船舶的中心像素坐标，再采用特定的计算方法和处理方法计算出目标船舶与本船之间的距离和目标船舶实际航速并进行处理，最后计算出碰撞风险指数以实现船舶碰撞风险评估，能够在AIS数据不准确或丢失的情况下进行船舶碰撞风险评估。

主权项：1.一种基于船载视频数据的船舶碰撞风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：航速及海事图像获取步骤：通过船速仪实时获取本船实际航速，再通过设置在本船上的摄像头实时获取本船以及本船前方视野的船载视频数据，对船载视频数据进行分帧处理得到多个海事图像，并采用图像目标跟踪算法从海事图像中提取出本船的中心像素坐标；中心坐标计算及实际长度获取步骤：使用基于图像目标跟踪算法的计算机视觉模型对各个海事图像中的目标船舶进行目标检测，得到所有目标船舶检测框的坐标、宽度和高度，根据检测框的坐标、宽度和高度计算出各个目标船舶的中心像素坐标，再根据检测框的宽度将所有目标船舶划分为不同类型，并分别获取不同类型的目标船舶的实际长度；坐标转换步骤：对摄像头的内参数和外参数进行标定，根据标定后的内参数、外参数以及本船和目标船舶的中心像素坐标，利用双目视觉空间定位算法计算出本船和目标船舶的中心世界坐标；距离及目标船舶航速计算步骤：基于针孔成像原理，根据某个目标船舶的实际长度、该目标船舶检测框的宽度以及摄像头的焦距计算出该目标船舶与本船之间的距离，并根据两个连续帧的海事图像中某个目标船舶的中心世界坐标，采用欧几里德距离公式计算出该目标船舶在两个连续帧之间移动的距离，根据移动的距离、两个连续帧之间的时间间隔、以及摄像头的每秒帧数速率计算出该目标船舶实际航速；距离及航速修正步骤：利用箱线图识别出所有目标船舶与本船之间的距离、以及目标船舶实际航速中的异常数据并删除，再采用中值滤波方法对去除异常数据后剩余的目标船舶与本船之间的距离、以及目标船舶实际航速进行平滑修正处理；角度计算步骤：根据修正后的某个目标船舶实际航速、在某个帧的海事图像中该目标船舶的中心世界坐标、在该帧之后任一帧的海事图像中该目标船舶的中心世界坐标、以及本船实际航速矢量分别在横坐标和纵坐标上的投影计算出代表相对航速与本船实际航速之间角度的第一角度；根据目标船舶的中心世界坐标和本船的中心世界坐标计算出代表两船之间距离与本船实际航速之间角度的第二角度，根据第一角度和第二角度计算出用于两船会遇计算的第三角度：风险评估步骤：根据修正后的目标船舶与本船之间的距离和第三角度计算出两船之间的最小会遇距离，根据本船实际航速和修正后的目标船舶实际航速计算出目标船舶相对于本船的相对速度，并根据最小会遇距离和相对速度计算出两船之间的最小会遇时间，根据最近会遇距离和最近会遇时间计算出目标船舶与本船的碰撞风险指数，并将碰撞风险指数与预设阈值进行比较以实现船舶碰撞风险评估。

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