海面测量系统、海面测量方法以及存储介质

技术特征：
1.一种海面测量系统，包括：摄影单元，其通过设置于不同地点处的多个摄像机同时拍摄包括同一海面区域的图像；波浪提取单元，其从通过所述多个摄像机同时拍摄到的各个图像中提取波浪；波浪对应单元，其针对由所述波浪提取单元提取出的各波浪，从通过所述多个摄像机同时拍摄到的各个图像中找出相同的波浪并进行对应；三维信息计算单元，其通过对由所述波浪对应单元对应起来的所述图像中的各波浪进行三维分析，来计算海面的高度和波浪的高度；以及海面异常有无判定单元，其基于由所述三维信息计算单元计算出的海面的高度和波浪的高度，来判定是否发生海面异常，其中，所述波浪提取单元将由所述多个摄像机拍摄到的图像分割为几个邻接的长方形或正方形的小区域，针对包括小区域的左上角、右上角、左下角、右下角这四个角的局部区域，求出用于将图像进行二值化的阈值，基于关注点所存在的小区域的左上角、右上角、左下角、右下角这四个角的小区域阈值，乘以取决于到四个角的绝对距离的权重系数，来求出用于将关注点进行二值化的阈值。2.根据权利要求1所述的海面测量系统，其特征在于，所述三维信息计算单元计算由所述波浪对应单元对应起来的所述图像中的各波浪的特征点的三维坐标，基于所计算出的特征点的三维坐标的在高度方向上的平均值，来计算海面的高度。3.根据权利要求2所述的海面测量系统，其特征在于，所述三维信息计算单元基于所述特征点的三维坐标的在高度方向上的方差，来计算波浪的高度。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的海面测量系统，其特征在于，所述海面异常有无判定单元通过将没有发生海面异常的平常时的潮位与考虑由所述三维信息计算单元计算出的波浪的高度而得到的海面的高度进行比较，来判定是否发生海面异常。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的海面测量系统，其特征在于，所述多个摄像机为包括摄像机主体、镜头以及摄像机固定调节部的两组以上的摄像机组，所述摄像机固定调节部将所述多个摄像机以能够调节姿势的方式固定，所述海面测量系统包括：客户端计算机，其具有调节所述摄像机主体和所述镜头的参数来对摄影进行控制的功能、以及取得通过所述多个摄像机拍摄到的图像的功能；以及服务器，其具有与所述客户端计算机通信的通信功能，并具有如下功能：对所述客户端计算机进行控制，向所述客户端计算机发送照片拍摄所需要的命令，并从所述客户端计算机获取所述摄像机的摄影图像。6.根据权利要求1至3中的任一项所述的海面测量系统，其特征在于，所述摄像机为远红外线摄像机，包括雾影响减轻单元和雨影响减轻单元，所述雾影响减轻单元基于大气模型，根据太阳光的强度成分、以及与由所述摄像机拍摄到的海洋的图像的纵向长度线性近似的海面的大气的透射率分布，来减轻雾对由所述摄
像机拍摄到的图像的影响，所述雨影响减轻单元使用由所述摄像机连续拍摄到的多张图像，求出像素的颜色强度的最大值图像和最小值图像，应用将最小值图像作为引导的引导滤波器来对最大值图像进行处理。7.一种海面测量系统，包括：摄影单元，其通过设置于不同地点处的多个摄像机同时拍摄包括同一海面区域的图像；波浪提取单元，其从通过所述多个摄像机同时拍摄到的各个图像中提取波浪；波浪对应单元，其针对由所述波浪提取单元提取出的各波浪，从通过所述多个摄像机同时拍摄到的各个图像中找出相同的波浪并进行对应；三维信息计算单元，其通过对由所述波浪对应单元对应起来的所述图像中的各波浪进行三维分析，来计算海面的高度和波浪的高度；以及海面异常有无判定单元，其基于由所述三维信息计算单元计算出的海面的高度和波浪的高度，来判定是否发生海面异常，其中，所述波浪对应单元进行以下处理：通过极线几何和二维图像的横纵坐标关系的分析，根据由所述多个摄像机拍摄到的多张图像来求出对应候选区域；生成以在各图像的所述对应候选区域中提取出的各波浪的图像的重心坐标、像素的数量、周长、圆形度以及在各方向上的长度为特征的二维特征向量；针对各图像的同一区域内的所有波浪，基于极线约束找出候选波浪，并求出该候选波浪的二维特征向量的相似度，按照相似度从高到低的顺序制作各波浪的对应波浪的候选波浪列表；以及基于关注波浪和所述候选波浪列表中的相似度高的波浪的重心的图像坐标，求出关注波浪的三维世界坐标和候选波浪的三维世界坐标，通过判定所述关注波浪的三维世界坐标与所述候选波浪的三维世界坐标之差是否小于事先决定的阈值，来决定对应波浪的候选波浪是否为对应波浪。8.一种海面测量方法，包括以下步骤：通过设置于不同地点处的多个摄像机同时拍摄包括同一海面区域的图像；从通过所述多个摄像机同时拍摄到的各个图像中提取波浪；针对提取出的各波浪，从通过所述多个摄像机同时拍摄到的各个图像中找出相同的波浪并进行对应；通过对被对应起来的所述图像中的各波浪进行三维分析，来计算海面的高度和波浪的高度；以及基于计算出的海面的高度和波浪的高度，来判定是否发生海面异常，其中，在提取波浪的步骤中，将由所述多个摄像机拍摄到的图像分割为几个邻接的长方形或正方形的小区域，针对包括小区域的左上角、右上角、左下角、右下角这四个角的局部区域，求出用于将图像进行二值化的阈值，基于关注点所存在的小区域的左上角、右上角、左下角、右下角这四个角的小区域阈值，乘以取决于到四个角的绝对距离的权重系数，来求出用于将关注点进行二值化的阈值。
9.一种海面测量方法，包括以下步骤：通过设置于不同地点处的多个摄像机同时拍摄包括同一海面区域的图像；从通过所述多个摄像机同时拍摄到的各个图像中提取波浪；针对提取出的各波浪，从通过所述多个摄像机同时拍摄到的各个图像中找出相同的波浪并进行对应；通过对被对应起来的所述图像中的各波浪进行三维分析，来计算海面的高度和波浪的高度；以及基于计算出的海面的高度和波浪的高度，来判定是否发生海面异常，其中，在进行波浪的对应的步骤中进行以下处理：通过极线几何和二维图像的横纵坐标关系的分析，根据由所述多个摄像机拍摄到的多张图像来求出对应候选区域；生成以在各图像的所述对应候选区域中提取出的各波浪的图像的重心坐标、像素的数量、周长、圆形度以及在各方向上的长度为特征的二维特征向量；针对各图像的同一区域内的所有波浪，基于极线约束找出候选波浪，并求出该候选波浪的二维特征向量的相似度，按照相似度从高到低的顺序制作各波浪的对应波浪的候选波浪列表；以及基于关注波浪和所述候选波浪列表中的相似度高的波浪的重心的图像坐标，求出关注波浪的三维世界坐标和候选波浪的三维世界坐标，通过判定所述关注波浪的三维世界坐标与所述候选波浪的三维世界坐标之差是否小于事先决定的阈值，来决定对应波浪的候选波浪是否为对应波浪。10.一种存储介质，存储有海面测量程序，该海面测量程序使计算机执行根据权利要求8或9所述的海面测量方法。

技术总结
本发明提供一种海面测量系统、海面测量方法以及存储介质，应用了图像测量技术，对海啸等海面异常进行测量。包括：摄影单元，其通过设置于不同地点处的多个摄像机来同时拍摄包括同一海面区域的图像；波浪提取单元，其从通过多个摄像机同时拍摄到的各个图像中提取波浪；波浪对应单元，其针对由波浪提取单元提取出的各波浪，从通过多个摄像机同时拍摄到的各个图像中找出相同的波浪并进行对应；三维信息计算单元，其通过对由波浪对应单元对应起来的图像中的各波浪进行三维分析，来计算海面的高度和波浪的高度；以及海面异常有无判定单元，其基于由三维信息计算单元计算出的海面的高度和波浪的高度，来判定是否发生海面异常。来判定是否发生海面异常。来判定是否发生海面异常。


技术研发人员：卢存伟
受保护的技术使用者：学校法人福冈工业大学
技术研发日：2020.01.10
技术公布日：2022/5/25