船舶进港识别方法、系统、终端及存储介质与流程

1.本技术涉及船舶身份认证的领域，尤其是涉及一种船舶进港识别方法、系统、终端及存储介质。


背景技术：

2.码头是一种用于供船舶临时停靠以进行卸货或长期停留起到类似于车库功能的停靠点，其通常可以容纳大小不同的各种船舶。但是部分码头不像传统的开放式码头，各式各样的船舶都可以进行停靠，这种非对外开放的码头需要对驶来的船舶的身份进行验证，以判断驶向码头的船舶是否具有权限进行停靠。
3.传统的验证方式都是通过塔台与船舶的驾驶舱对话或者其他无线验证的方式来对船舶的权限进行审核，但是这种方式需要长时间的人工介入，无法做到自动的对船舶的权限信息进行判断，还具有改进的空间。


技术实现要素：

4.为了可以较为高效且方便的对船舶的进港权限进行判断，本技术提供一种船舶进港识别方法、系统、终端及存储介质。
5.第一方面，本技术提供的一种船舶进港识别方法采用如下的技术方案：一种船舶进港识别方法，包括：于固定的图像获取点获取进入所预设的预警区域的船舶的船舶图像信息；根据船舶图像信息提取第一特征识别信息与第二特征识别信息；通过第一特征识别信息判断船舶是否处于驶向码头的状态；若是，则将第二特征识别信息于预设的船舶数据库中查询对应的船舶信息；若于预设的船舶数据库中查询到对应的船舶信息，则判断船舶具有进入该码头的权限；反之，则船舶不具有进入该码头的权限。
6.通过采用上述技术方案，通过这种方式，首先可以自动对航向码头与经过码头的船只进行识别，有效地排除了那些进入了第一预警区域但是仅仅只是经过的船只，减少了对不会进入码头的船舶的检测，随后，再根据图像处理的方式对朝向码头行驶的船舶进行权限的判断来对船舶是否可以进入码头进行判断，无需工作人员再通过手动的确认方式来对船只的权限进行确认，有效地提高了效率，解放了人力。
7.优选的，所述通过第一特征识别信息判断船舶是否处于驶向码头的状态的方法包括：构建平面地图坐标系并根据码头所在的区域标定判定区域；获取船舶映射至平面地图坐标系上的判定点信息；通过第一特征识别信息获取平面地图坐标系上的判定点处的航向斜率信息；根据航向斜率信息与判定点信息构建航行路线方程；
判断航行路线方程与判定区域是否相交；若是，则判断船舶处于靠近码头的状态还是处于远离码头的状态；若船舶处于靠近码头的状态，则表征船舶处于驶向码头的状态。
8.通过采用上述技术方案，通过第一特征识别信息来对船只的航向进行获取，并将其对应至平面地图坐标系上，即可以根据船只于平面地图坐标系上的位置（即判定点信息）以及航向斜率信息构建一个直线方程，那么，这个直线方程相当于就是船只的模拟行进路线，因而只要这个模拟行进路线与判定区域有交点，即意味着船舶的航向会经过码头，然后再通过判断船舶的航向即可对船只是否驶向码头进行判定。这种方式仅仅只需通过拍摄一张图像即可对这些信息进行判断，方式简单，成本低，无需大量的采集设备，且也无需对现有船舶进行改装或增添各种识别设备。
9.优选的，所述第一特征识别信息为船舶的首尾连线图像，所述航向斜率信息的获取方法包括：根据船舶图像信息获取船舶的船舶图像中心信息；基于船舶图像中信息于船舶图像信息上构建平面图像坐标系；获取第一特征识别信息于平面图像坐标系上与坐标轴之间的夹角信息；获取船舶与图像获取点之间的距离信息；根据夹角信息与距离信息获取航向斜率信息。
10.通过采用上述技术方案，由于图像的拍摄点固定，那么当船舶的航向不同时，其船舶的首尾连线图像的夹角就也会发生一定的变化，通过对这个变量进行数据处理即可得知航向斜率信息。
11.优选的，获取船舶与图像获取点之间的距离信息的方法包括：将船舶图像信息划分为若干预设的距离范围区间，任一所述距离范围区间映射有一距离值；通过判定所述船舶图像中心与若干距离范围区间的关系以获取对应的距离信息。
12.通过采用上述技术方案，这种方式与斜率信息相互配合，即通过对单一图像进行数据处理即可得知船舶的航行轨迹，效率更高，无需过多的采集设备，成本更低。
13.优选的，判断船舶处于靠近码头的状态还是处于远离码头的状态的方法包括：根据船舶图像信息获取船舶的船首点信息；判断所述船首点信息于平面图像坐标系中与各个象限区域之间的关系；若船首点信息位于平面图像坐标系的第二象限或第三象限中时，则表征船舶处于靠近码头的状态。
14.通过采用上述技术方案，由于船只在航行过程中尤其是靠近码头的过程中，基本不会出现船只道行的情况，因而通过对船头的朝向进行判别即可近似表征为船只的航行朝向。因而，如果船首点信息相对于坐标原点（即船只中心）处于第二和第三象限，即说明船只处于靠近码头的状态。
15.优选的，所述船舶信息包括船舶尺寸信息，所述船舶进港识别方法还包括：获取码头内的空余泊位信息；获取各空余泊位所能容纳的船舶的最大尺寸信息；将各空余泊位的最大尺寸信息与船舶尺寸信息进行比对以获取可供船舶停泊的
空余泊位数量信息；若空余泊位数量信息大于0，则发送可停泊信息至船舶，并将最接近船舶尺寸信息的可供船舶停泊的空余泊位信息删除。
16.通过采用上述技术方案，当判断船舶需要驶向码头时，可以提前对是否有空余泊位进行规划，若没有，则可以提前对船舶进行警示以让船舶航行至其他码头，若有则可以允许船舶进入码头。而将空余泊位信息删除的原因是因为有时前方的船只还未驶入码头，而后方相仿船型的船舶有可能会驶入预警区域，那么这种情况可以有效地对后方的船舶是否有空位进行判断，避免发生后方的船只进入码头而没有空余泊位进行停靠的情况。
17.优选的，所述最大尺寸信息包括最大宽度信息与最大长度信息，所述船舶尺寸信息包括船舶宽度信息与船舶长度信息，所述最接近船舶尺寸信息的可供船舶停泊的空余泊位信息的获取方法包括：获取大于船舶长度信息且最接近船舶长度信息的最大长度信息所对应的中间判断空余泊位信息；于中间判断空余泊位信息中获取大于船舶宽度信息且最接近船舶宽度信息的最大宽度信息所对应的空余泊位以作为最接近船舶尺寸信息的可供船舶停泊的空余泊位信息。
18.第二方面，本技术提供的一种船舶进港识别系统采用如下的技术方案：一种船舶进港识别系统，包括，图像信息获取模块，用于于固定的图像获取点获取进入所预设的第一预警区域的船舶的船舶图像信息；特征提取模块，用于根据船舶图像信息提取第一特征识别信息与第二特征识别信息；第一判断模块，用于通过第一特征识别信息判断船舶是否处于驶向码头的状态；查询模块，若船舶处于驶向码头的状态，则用于将第二特征识别信息于预设的船舶数据库中查询对应的船舶信息；权限判断模块，若于预设的船舶数据库中查询到对应的船舶信息，则用于判断船舶具有进入该码头的权限，反之，则船舶不具有进入该码头的权限。
19.第三方面，本技术提供的一种智能终端采用如下的技术方案：一种智能终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述船舶进港识别方法的计算机程序。
20.第四方面，本技术提供的一种计算机存储介质，能够存储相应的程序，具有便于实现高效且方便的对船舶的进港权限进行判断的特点，采用如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种船舶进港识别方法的计算机程序。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.无需人工对船舶的权限进行核算，同时可以无需通过与船舶进行数据互通的方式来对船舶进行确权；2.数据采集端仅仅只需要对单一图像进行获取并处理即可得知该船舶是否是需要驶向码头以及是否可以进入当前码头，成本更低，效率更高。
附图说明
22.图1是本发明其中一实施例的船舶进港识别方法的流程示意图。
23.图2是本发明其中一实施例的通过第一特征识别信息判断船舶是否处于驶向码头的状态的方法的流程示意图。
24.图3是本发明其中一实施例的航向斜率信息的获取方法的流程示意图。
25.图4是本发明其中一实施例的获取船舶与图像获取点之间的距离信息的方法的流程示意图。
26.图5是本发明其中一实施例的判断船舶处于靠近码头的状态还是处于远离码头的状态的方法的流程示意图。
27.图6是本发明其中一实施例的最接近船舶尺寸信息的可供船舶停泊的空余泊位信息的获取方法的流程示意图。
具体实施方式
28.以下结合附图1
‑
6对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种一种船舶进港识别方法，包括：于固定的图像获取点获取进入所预设的预警区域的船舶的船舶图像信息；根据船舶图像信息提取第一特征识别信息与第二特征识别信息；通过第一特征识别信息判断船舶是否处于驶向码头的状态；若是，则将第二特征识别信息于预设的船舶数据库中查询对应的船舶信息；若于预设的船舶数据库中查询到对应的船舶信息，则判断船舶具有进入该码头的权限；反之，则船舶不具有进入该码头的权限。
30.本发明实施例中，首先可以自动对航向码头与经过码头的船只进行识别，有效地排除了那些进入了第一预警区域但是仅仅只是经过的船只，减少了对不会进入码头的船舶的检测，随后，再根据图像处理的方式对朝向码头行驶的船舶进行权限的判断来对船舶是否可以进入码头进行判断，无需工作人员再通过手动的确认方式来对船只的权限进行确认，有效地提高了效率，解放了人力。
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
32.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
33.下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
34.参照图1，为本发明实施例提供的一种船舶进港识别方法，所述船舶进港识别方法的主要流程描述如下。
35.步骤s1000：于固定的图像获取点获取进入所预设的预警区域的船舶的船舶图像信息。
36.其中，图像获取点通常需要离地面具有一定的高度，其可以通过支撑杆等装置进行垫高，或者是设置于地势较高的部分。通常来说，这个图像获取点设置于码头内，当然其
也可以设置于码头外的位置处，其只要可以清晰地拍摄到码头以及外围区域的全景即可。图像获取装置可以是各种录像设备或是照片拍摄的设备，而其拍摄角度以及视距等参数在初步调试完成后就不会再进行调整。当然，图像获取点也可以不仅仅只有一个，可以是设置在不同位置的多个图像获取点来分别进行操作。
37.步骤s2000：根据船舶图像信息提取第一特征识别信息与第二特征识别信息。
38.其中，第一特征识别信息为船舶的首尾连线图像，其可以通过预先训练好的卷积神经网络来识别船舶的船首以及船舶的船尾，然后在船舶图像信息上标识船首与船尾之间的连线，而这根连线即为我们所需要的第一特征识别信息。而第二特征识别信息可以是预设于船舶上方便进行识别的标志或图案，但是需要注意的是，所有在该码头进行登记赋予权限的船只的第二特征识别信息均需不同。
39.步骤s3000：通过第一特征识别信息判断船舶是否处于驶向码头的状态。
40.步骤s4000：若是，则将第二特征识别信息于预设的船舶数据库中查询对应的船舶信息。
41.其中，第二特征识别信息中会具有一些特殊的关键图案信息，也可以通过训练好的卷积神经网络来将这些图像信息进行数据化处理，然后再与预设于船舶数据库中的数据进行比对以实现查询。一般来说，船舶数据库中会预先存储对应的船舶的尺寸信息以及最大负载量等信息。
42.步骤s5000：若于预设的船舶数据库中查询到对应的船舶信息，则判断船舶具有进入该码头的权限。
43.其中，若没有查询到对应的船舶信息，那么就说明该船舶的信息已经提前录入至船舶数据库中，也就是说明这个船舶具有进入该码头的权限，符合进入该码头的要求。
44.步骤s5100：获取码头内的空余泊位信息。
45.其中，空余泊位指的是指定泊位中没有停靠船舶或正在维修的泊位，其可以直接供适合尺寸的船舶进行停靠。具体的获取方式可以通过图像识别的方式来判断泊位中是否有船舶或是否正在检修，也可以采用人工开关的方式以及传感器触发的方式来实现。
46.步骤s5200：获取各空余泊位所能容纳的船舶的最大尺寸信息。
47.其中，每一个空余泊位的最大尺寸信息均在建造之初就已经进行了确认，而其最大尺寸信息可以预先存储至对应的数据库中以方便后期自动进行调用。而最大尺寸信息包括最大宽度信息与最大长度信息，即该泊位所能容纳的最大宽度以及最大长度。
48.步骤s5300：将各空余泊位的最大尺寸信息与船舶尺寸信息进行比对以获取可供船舶停泊的空余泊位数量信息。
49.其中，船舶尺寸信息包括船舶宽度信息与船舶长度信息，当可供船舶停泊至对应的空余泊位时，需要船舶宽度信息小于最大宽度信息，也需要船舶长度信息小于最大长度信息。
50.步骤s5400：若空余泊位数量信息大于0，则发送可停泊信息至船舶，并将最接近船舶尺寸信息的可供船舶停泊的空余泊位信息删除。
51.其中，当空余泊位的数量大于0时，即说明有泊位可供该船舶进行停泊，因而可告知该船舶可以停靠至该码头处。而删除该泊位的目的是为了排除该船舶没有停入泊位而后续尺寸相仿的船舶进入了预警区域而造成该空余泊位对应多艘船舶的情况，有效地对空余
泊位的实际数量进行监控。
52.步骤s6000：若于预设的船舶数据库中未查询到对应的船舶信息，则船舶不具有进入该码头的权限。
53.参照图2，为通过第一特征识别信息判断船舶是否处于驶向码头的状态的方法，其主要流程描述如下。
54.步骤s3100：构建平面地图坐标系并根据码头所在的区域标定判定区域。
55.其中，平面地图坐标系的原点可以是任意位置，但是为了方便进行计算，一般来说，平面地图坐标系的原点选择为图像获取点所在的位置。而其纵坐标与横坐标的限定没有具体的要求，通常来说，其可以以正北方向为y轴的正半轴，正东方向为x轴的正半轴来进行构建。而判定的区域的大小会略大于码头所占的区域，由此来减少由于驾驶员的航向在进入预警区域时为完全正对码头时所带来的的误差。
56.步骤s3200：获取船舶映射至平面地图坐标系上的判定点信息。
57.其中，判定点信息即代表的是船舶在平面地图坐标系上所在的位置。
58.步骤s3300：通过第一特征识别信息获取平面地图坐标系上的判定点处的航向斜率信息。
59.步骤s3400：根据航向斜率信息与判定点信息构建航行路线方程。
60.其中，航行路线方程的构建方法可以采用点斜式的直线方程的计算方法进行获得，由于已经获得了判定点信息所在的坐标以及该点处的直线方程的表达式。通常来说，船舶的航向通常不会发生较大的变化，因此，这条直线方程可以近似来代替船舶的航行路线。
61.步骤s3500：判断航行路线方程与判定区域是否相交。
62.其中，若航行路线方程与判定区域相交，即说明船舶的航行路线会经过判定区域。
63.步骤s3600：若是，则判断船舶处于靠近码头的状态还是处于远离码头的状态。
64.步骤s3700：若船舶处于靠近码头的状态，则表征船舶处于驶向码头的状态。
65.其中，若船舶处于远离码头的状态，即表征船舶处于远离码头的状态。
66.参照图3，为航向斜率信息的获取方法，其主要流程描述如下。
67.步骤s3310：根据船舶图像信息获取船舶的船舶图像中心信息。
68.其中，船舶图像中心信息指的就是船舶图像信息中船舶所占的平面区域的几何中心点，其可以是图像中的一个像素点也可以是多个像素点的集合。
69.步骤s3320：基于船舶图像中信息于船舶图像信息上构建平面图像坐标系。
70.其中，平面图像坐标系的x轴与y轴以船舶图像中心信息为原点、竖直向上的方向为y轴的正半轴方向、水平向右的方向为x轴的正半轴方向来进行构建。
71.步骤s3330：获取第一特征识别信息于平面图像坐标系上与坐标轴之间的夹角信息。
72.其中，坐标轴可以是x轴也可以是y轴，而其夹角信息的获取方式可以直接通过角度度量工具进行度量，也可以采用图像识别的方式进行处理，也可以将第一特征识别信息转换为平面图像坐标系上的一个直线方程，然后通过选取该直线方程上的任意一个坐标点并通过余弦定理的求取方式来对该角度进行测算。
73.步骤s3340：获取船舶与图像获取点之间的距离信息。
74.步骤s3350：根据夹角信息与距离信息获取航向斜率信息。
75.其中，由于图像获取点与海平面之间通常会具有一定的高度，那么夹角信息与实际的航行方向之间会具有一定的误差，其误差的存在主要是由于图像获取点的高度来决定的。为了消除这个误差，可以采用立体几何运算的方式将图像获取点上所观测到的夹角信息进行运算以得到航向斜率信息，这是数学立体几何学中的常规技术手段，此处不再赘述。而另一种方式可以将不同的距离信息与夹角信息预先测算以获取若干对应的航向斜率信息并构建数据库，后续在处理数据的过程中直接将获取的夹角信息与距离信息与数据库中存储的数据进行比对来调用对应的航向斜率信息。
76.参照图4，为获取船舶与图像获取点之间的距离信息的方法，其主要流程描述如下：步骤s3341：将船舶图像信息划分为若干预设的距离范围区间，任一所述距离范围区间映射有一距离值。
77.其中，所划分范围区间由于图像获取点固定，且其角度与视距等参数不会发生变化，因而若干预设的距离范围区间也不会发生变化。距离范围区间之间的分割线通常为预先测算获得的，当需要对船舶图像信息进行处理时，直接将多个分割线叠加至船舶图像信息上。其中，距离范围区间越多，表征距离范围区间对映射的距离值更能作为该距离范围区间中的代表值，即精度更高。其具体划分的个数可以根据实际的数据处理效率要求以及硬件的执行能力来决定。
78.步骤s3342：通过判定所述船舶图像中心与若干距离范围区间的关系以获取对应的距离信息。
79.其中，该步骤可以通过图像处理的方式来判定船舶图像中心落入于哪个距离范围区间内，然后再通过获取该距离范围区间所对应的距离值来获取该步骤所需获取的距离信息。
80.参照图5，为判断船舶处于靠近码头的状态还是处于远离码头的状态的方法，其主要流程描述如下。
81.步骤s3610：根据船舶图像信息获取船舶的船首点信息。
82.其中，该步骤中的船首点信息可以直接调用步骤s2000中卷积神经网络所输出的数据。
83.步骤s3620：判断所述船首点信息于平面图像坐标系中与各个象限区域之间的关系。
84.步骤s3630：若船首点信息位于平面图像坐标系的第二象限或第三象限中时，则表征船舶处于靠近码头的状态。
85.其中，由于平面图像坐标系为标准的平面坐标系，而由于图像实际分布中，由于图像获取点在码头中，那么图像中的下半部分为靠近码头的部分，船舶越处于图像中的上方即代表离码头越远。可以类推，当船首点信息位于平面图像坐标系的第二象限或第三象限时，即代表船舶与码头之间的间距会不断减小，其航向即为靠近码头的航向。
86.参照图6，为最接近船舶尺寸信息的可供船舶停泊的空余泊位信息的获取方法，其主要流程描述如下。
87.步骤s5410：获取大于船舶长度信息且最接近船舶长度信息的最大长度信息所对应的中间判断空余泊位信息。
88.其中，最接近指的即是船舶长度信息与最大长度信息之间的差值最小，在获取过程中可以对所有大于船舶长度信息的最大长度信息与船舶长度信息做差值，然后选取差值最小的最大长度信息所对应的空余泊位信息作为中间判断空余泊位信息。
89.步骤s5420：于中间判断空余泊位信息中获取大于船舶宽度信息且最接近船舶宽度信息的最大宽度信息所对应的空余泊位以作为最接近船舶尺寸信息的可供船舶停泊的空余泊位信息。
90.其中，船舶在实际情况下需先满足长度要求，因而通常会匹配长度与船舶最接近的空余泊位，再根据船舶的宽度来匹配空余泊位。
91.基于同一发明构思，本技术实施例还公开一种船舶进港识别系统，其包括：图像信息获取模块，用于于固定的图像获取点获取进入所预设的第一预警区域的船舶的船舶图像信息。
92.特征提取模块，用于根据船舶图像信息提取第一特征识别信息与第二特征识别信息。
93.第一判断模块，用于通过第一特征识别信息判断船舶是否处于驶向码头的状态。
94.查询模块，若船舶处于驶向码头的状态，则用于将第二特征识别信息于预设的船舶数据库中查询对应的船舶信息。
95.权限判断模块，若于预设的船舶数据库中查询到对应的船舶信息，则用于判断船舶具有进入该码头的权限，反之，则船舶不具有进入该码头的权限。
96.基于同一发明构思，本发明实施例提供一种智能终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如图1至图6任一种船舶进港识别方法的计算机程序。
97.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
98.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
99.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
100.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
101.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载执行时实现如图1
‑
图6流程中所述的各个步骤。
102.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read
‑
only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
103.以上所述，以上实施例仅用以对本技术的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。