(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 202211144472.5 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 青岛华兴海 洋工程技术有限公司 地址 266100 山东省青岛市 市南区徐州路 88号 (72)发明人 张超　王亮　张青林　邵珠祥　 刘思洋　 (74)专利代理 机构 武汉聚信汇智知识产权代理 有限公司 42 258 专利代理师 刘丹 (51)Int.Cl. G06V 20/54(2022.01) G06V 10/10(2022.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/30(2022.01)G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于视觉技术的船体姿态监测系统和 方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于视觉技术的船体姿 态监测系统和方法， 属于船体姿态 监测及定位技 术领域， 该一种基于视觉技术的船体姿态监测系 统包括图像采集模块、 船体模型创建模块、 特征 点识别模块、 船体跟踪监控模块、 告警模块和姿 态调整模块， 图像采集模块用于获取现场船体的 第一姿态图像并预处理， 得到第二姿态图像， 其 中， 所述第一姿态图像由视觉位移设备采集得 到； 本发明对船体运动姿态进行实时监测， 将船 体运动变化进行三维模型仿真模拟， 根据得到的 变化运动姿态， 判断船只是否处于预设作业区 域， 并对预设作业区域进行警示 提示。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115393806 A 2022.11.25 CN 115393806 A 1.一种基于 视觉技术的船体姿态监测系统， 其特 征在于， 所述船体姿态监测系统包括： 图像采集模块， 其用于获取现场船体的第一姿态图像并预处理， 得到第 二姿态图像， 其 中， 所述第一姿态图像由视 觉位移设备采集得到； 船体模型创建模块， 其用于通过所述第二姿态图像计算出相关参数并分析， 得到所述 现场船体的三维数据， 并利用所述 三维数据建立所述现场船体的船体三维模型； 特征点识别模块， 其用于扫描所述船体三维模型确定最优的关键特征点并测算出原始 姿态数据； 船体跟踪监控 模块， 其用于获取 所述关键特 征点的位移数据并计算姿态变化数据； 告警模块， 其用于判断所述姿态变化数据是否超出阈值范围并需警示； 姿态调整模块， 其用于接收用户的调整指令后获取现场船体的第三姿态图像并预处 理， 得到晃动幅度， 根据所述晃动幅度进行分析 得出操纵参数向现场船体发送。 2.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的船体姿态监测系统， 其特征在于， 所述视 觉位移设备为视 觉位移分析仪 。 3.根据权利要求2所述的一种基于视觉技术的船体姿态监测系统， 其特征在于， 所述数 据采集模块具体包括： 图像采集单 元， 其用于获取 所述现场船体的所述第一姿态图像； 图像扫描单元， 其用于对所述第一姿态图像进行扫描确定所述现场船体的空间区域， 并将所述第一姿态图像除所述空间区域之外的区域进行裁 剪， 得到实际姿态图像； 图像降噪单 元， 其用于对所述实际姿态图像进行降噪处 理， 得到所述第二姿态图像。 4.根据权利要求2所述的一种基于视觉技术的船体姿态监测系统， 其特征在于， 所述船 体模型创建模块具体包括： 分析单元， 其用于通过 所述第二姿态图像 计算出所述相关参数； 重建单元， 其用于提取所述第二姿态图像的特征像素坐标， 并结合所述特征像素坐标 和所述相关参数重建视野中实际特 征角点的三维坐标； 模型创建单元， 其用于根据 所述实际特征角点的三维坐标测算得出所述现场船体的所 述三维数据， 并根据所述 三维数据创建所述船体三维模型； 第一识别单元， 其用于识别所述船体三维模型是否存在残缺区域， 若存在， 则执行下一 步骤； 修正单元， 其用于后补新的所述三维坐标并重新测算出新的所述三维数据， 同时对所 述船体三维模型进行修 正。 5.根据权利要求4所述的一种基于视觉技术的船体姿态监测系统， 其特征在于， 所述相 关参数为所述视 觉位移分析仪的工业相机的内参和外参。 6.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的船体姿态监测系统， 其特征在于， 所述特 征点识别模块具体包括： 模型扫描单 元， 其用于对所述船体三维模型进行扫描， 得到位置特 征点； 特征确定单 元， 其用于基于所述 位置特征点中确定最优的关键特 征点； 第一计算单元， 其用于根据 所述关键特征点测算出所述现场船体的所述原始姿态数据 并建立数据库。 7.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的船体姿态监测系统， 其特征在于， 所述船权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115393806 A 2体跟踪监控 模块具体包括： 跟踪监控单 元， 其用于获取 所述关键特 征点的所述 位移数据； 第二计算单 元， 其用于结合所述原 始姿态数据和所述 位移数据计算出姿态变化数据。 8.根据权利要求7所述的一种基于视觉技术的船体姿态监测系统， 其特征在于， 所述位 移数据包 含所述船体三维模型的位移向量和角度变化向量。 9.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的船体姿态监测系统， 其特征在于， 所述告 警模块具体包括： 判断单元， 其用于判断所述姿态变化数据是否超出阈值范围， 得到判断结果； 警示单元， 其用于根据所述判断结果确定是否生成可视化的警示 提醒。 10.一种基于视觉技术的船体姿态监测方法， 应用于权利要求1～9任一项所述的一种 基于视觉技术的船体姿态监测系统， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1， 获取现场船体的第一姿态图像并预处理， 得到第二姿态图像， 其中， 所述第一姿态 图像由视 觉位移设备采集得到； S2， 通过所述第二姿态图像计算出相关参数并分析， 得到所述现场船体的三维数据， 并 利用所述 三维数据建立所述现场船体的船体三维模型； S3， 扫描所述船体三维模型确定最优的关键特 征点并测算出原 始姿态数据； S4， 获取所述关键特 征点的位移数据并计算姿态变化数据； S5， 判断所述姿态变化数据是否超出阈值范围并需警示； S6， 接收用户的调整指令后获取现场船体的第三姿态图像并预处理， 得到晃动幅度， 根 据所述晃动幅度进行分析 得出操纵参数向现场船体发送。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115393806 A 3