CCTV目标定位技术在VTS领域中的应用

VTS (Vessel Traffic Services)主要负责监管船舶的航行安全以及水域环境安全。以往的VTS系统中,主要依靠雷达获取目标的位置及动态信息。目前,我国各地的主要航道及重点水域已经建成CCTV (Closed Circuit Television)监控网,CCTV视频监控子系统已经成为VTS系统获取目标信息的重要途径,发挥越来越大的作用。 与雷达子系统相比,现有的CCTV监控子系统仅完成现场的实时监控与记录,无法从大量的平面图像中选取有用信息来对交通形势进行有效的判断与评估。技术相对成熟的雷达子系统由于受环境和水域条件影响,威力和性能常常难以发挥,导致雷达的投资效益比极低。因此,迫切需要一种改进的目标定位技术,在特定环境下弥补雷达不足。 本文的研究来源于宜昌海事局的“宜昌船舶交通管理系统工程枝城大桥站项目”,主要负责其中的CCTV监控技术改进方法的研究。文中提出一种基于CCTV子系统的双目立体定位理论,定位方法的确定受机器人视觉启发,以基于角度的测量方法为依据。首先,建立定位模型；其次,确定摄像机外参数矩阵；最终,将定位结果表示为统一的世界坐标。根据误差传递函数对定位误差进行了理论分析,分析结果显示在较好的图像处理技术支持下,CCTV目标定位技术对近距离目标的定位效果较好。 为了能够使CCTV目标定位技术不断的向实际应用环境发展,本文结合VisualC++开发平台,设计了一个基于简单背景的简单目标定位实验系统。实验系统方案设计中,以小型水域为背景分析如何选择所需设备,仅在实现过程中将其简化。 系统构成采用模块化结构,结构层次清晰。主要分为视频采集与处理模块(包括双目系统的目标识别与立体匹配等环节)、数码云台智能控制模块、实时定位模块、终端显示模块(显示目标图像信息与定位结果)。各模块之间相对独立工作、数据共享,实现联动控制。