專利名稱：數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)和用該系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)和用該系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理的方法。
背景技術(shù)：
船舶能夠在水中按照駕駛者的意圖航行，使船舶改變航向或維持指定航向，是依靠改變舵角來實現(xiàn)的。舵角指示器是在海上航行的各種大小船舶的必備設(shè)備，其作用是將船舶航行中的舵角方位信息傳送到駕駛操舵等位置。以往的舵角測量方式為一個人讀舵角數(shù)，一個人觀察秒表，一個人計數(shù)，手工記錄舵角變化數(shù)值，供試驗后分析用，此過程至少需要三人同時進行，而且精度、頻率都不能得到很好的保證。手工記錄舵角變化數(shù)值的方式除了浪費人力、精度得不到保證的弊端外，此方式與高速發(fā)展的科技水平是極其不符的。在航運發(fā)展越來越智能化的今天，完全擺脫試驗中的人為因素，采用數(shù)字化手段來解決實船舵角實時測量的問題，已成為必要的發(fā)展方向。在為避免影響儀器精度、對航船上舵角以及舵角指示器等精密儀器不適宜做大量改動的情況下，采集的無干擾性也是倍受關(guān)注的。

發(fā)明內(nèi)容
針對此現(xiàn)狀，本申請的發(fā)明目的在于提供一種基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的全自動舵角采集分析系統(tǒng)和用該系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理的方法，通過圖像采集和數(shù)字化圖像處理，針對實船試驗的特殊環(huán)境和航船上受限的條件，擺脫人為因素造成的觀測誤差，在不干擾精準儀器等設(shè)施的情況下，采用圖像采集技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)，利用攝像機及便攜式電腦實現(xiàn)對舵角的全自動采集，為后續(xù)試驗分析提供精準資料。為了完成本申請的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明的一種數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)，它包括舵、舵角指示器、攝像機和計算機處理單元，其中所述的攝像機裝在舵角指示器的正上方，攝像機的鏡頭對準舵角指示器，攝像機還與電腦處理器相連；本發(fā)明的一種數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)，其中所述攝像機通過信息線與計算機處理單元相連；本發(fā)明的一種數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)，其中所述攝像機通過藍牙適配器與計算機處理單元相連；本發(fā)明的一種數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)，其中所述攝像機為數(shù)字攝像機；本發(fā)明的一種用數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)來進行舵角指示器數(shù)據(jù)處理的方法， 其中它包括以下步驟(1)用攝像機實時地采集舵角指示器的表盤圖像；(2)將上述圖像傳輸給計算機處理單元；
(3)在計算機處理單元中對所述的圖像依次進行圖像數(shù)字處理、圖像特征識別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，以得到精確的舵角變化的角度；本發(fā)明的一種的方法，其中所述的攝像機每秒采集5-25幀圖片。本發(fā)明的系統(tǒng)和用該系統(tǒng)來進行舵角指示器數(shù)據(jù)處理的方法基于實船試驗的現(xiàn)場環(huán)境，以及船上的儀器均為精密儀器，如果舵角指示器等發(fā)生改變，其精度必將會受到干擾，精度的改變將會給駕駛者操作過程中帶來不必要的麻煩，容易發(fā)生航行航向的錯誤操控，導致航行過程中的風險發(fā)生?；谝陨鲜芟抟蛩?，利用架設(shè)攝像機的方式采集舵角指示器的狀態(tài)圖片，對舵角指示器不做任何改動，完全能夠保證其在不受任何影響的狀態(tài)下獨立運轉(zhuǎn)，而用本發(fā)明系統(tǒng)再對采集到的狀態(tài)圖片進一步分析。它能夠為航船試驗分析提供良好的數(shù)據(jù)依據(jù)，使駕駛者更精準的掌握航行方向，以便更好的進行航行過程中操控。


圖1為本發(fā)明的數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)的示意圖；圖2為用本發(fā)明的數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)來進行舵角指示器數(shù)據(jù)處理的方法的框圖。在圖1中標號1為舵；標號2為舵角指示器；標號3為攝像機；標號4為計算機處
理單元。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)包括舵1、舵角指示器2、攝像機3和計算機處理單元4，攝像機3裝在舵角指示器2的正上方，攝像機3的鏡頭對準舵角指示器2，攝像機3還與電腦處理器4通過信息線或者通過藍牙適配器相連。攝像機3為數(shù)字攝像機。如圖2所示，本發(fā)明的用數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)來進行舵角指示器2數(shù)據(jù)處理的方法，它包括以下步驟(1).用攝像機3實時地采集舵角指示器2的表盤圖像；攝像機3每秒采集5-25幀圖片；攝像機3每秒最快采集25幀圖片；(2).將上述圖像傳輸給計算機處理單元4 ；(3).在計算機處理單元4中對所述的圖像依次進行圖像數(shù)字處理、圖像特征識別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，以得到精確的舵角變化的角度。通過圖像采集將采集到的狀態(tài)圖片傳輸?shù)接嬎銠C處理單元4中進行圖像數(shù)字處理，然后系統(tǒng)利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對資源圖片進行特征識別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)舵角量測過程的全自動采集和分析。由于圖像采集獲得的為舵角指示器上的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)直接反應(yīng)了船舶航行中的舵角位置信息，所以圖像數(shù)字處理的即為舵角信息，整個過程減少了系統(tǒng)的復雜程度，保證了舵角指示器等儀器的精準不受干擾，減少了系統(tǒng)誤差，同時提高了舵角量測的精度。此發(fā)明選用無干擾數(shù)字化攝像方式實現(xiàn)了舵角信息的采集與量測。以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求，在不違背本發(fā)明的精神的情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)，它包括舵(1)、舵角指示器(2)、攝像機(3)和計算機處理單元(4)，其特征在于所述的攝像機(3)裝在舵角指示器(2)的正上方，攝像機 (3)的鏡頭對準舵角指示器(2)，攝像機(3)還與計算機處理單元(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機(3) 通過信息線與計算機處理單元(4)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機(3) 通過藍牙適配器與計算機處理單元(4)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機 (3)為數(shù)字攝像機。
5.一種用權(quán)利要求4所述的數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)來進行舵角指示器(2)數(shù)據(jù)處理的方法，其特征在于它包括以下步驟(1)用攝像機⑶實時地采集舵角指示器⑵的表盤圖像；(2)將上述圖像傳輸給計算機處理單元(4)；(3)在計算機處理單元(4)中對所述的圖像依次進行圖像數(shù)字處理、圖像特征識別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，以得到精確的舵角變化角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的攝像機(3)每秒采集5-25幀圖片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)，它包括舵、舵角指示器、攝像機和計算機處理單元，所述的攝像機裝在舵角指示器的正上方，攝像機的鏡頭對準舵角指示器，攝像機還與計算機處理單元相連；一種用數(shù)字攝像舵角采集分析系統(tǒng)來進行舵角指示器數(shù)據(jù)處理的方法包括以下步驟(1)用攝像機實時地采集舵角指示器的表盤圖像；(2)將上述圖像傳輸給計算機處理單元；(3)在計算機處理單元中對所述的圖像依次進行圖像數(shù)字處理、圖像特征識別、圖像特征提取和數(shù)據(jù)分析，以得到精確的舵角變化角度；舵角采集系統(tǒng)能夠為航船試驗分析提供良好的數(shù)據(jù)依據(jù)，使駕駛者更精準的掌握航行方向，以便更好的進行航行過程中操控。
文檔編號B63H25/36GK102211658SQ20101014291
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者曲兆松, 楊勝發(fā), 秦宗模 申請人:云南省航務(wù)管理局, 北京尚水信息技術(shù)有限責任公司, 重慶交通大學