多路視頻拼接技術-船舶360全景影像系統(tǒng)

一、項目背景

港作拖輪作為港口配套設施的一部分，即為港口基礎設施的組成部分，是與碼頭主體工程同步配套建設，以滿足碼頭建成投入運行需要。

同時船舶進出港口或移泊大都用拖輪協(xié)助，有的港口因航道狹窄，船舶不能動車，全部需要靠拖輪。

拖輪的尺寸小，但功率大、強度高、穩(wěn)性好、操作靈活，多用于協(xié)助他船進行港內操縱。大功率拖輪還可以用于海上拖帶。

有的港作拖輪兼有消防設施，主要用于撲救港內船舶火災。船上設有消防炮，用于噴射泡沫或高壓水柱，并設有液壓升降臺，用于撲救高處火災。

港作拖輪作業(yè)類型有：助泊作業(yè)、拖帶作業(yè)、搶險救助作業(yè)、消防監(jiān)護作業(yè)等。

⒈助泊作業(yè)

指拖輪協(xié)助大輪進行離、靠碼頭、系解浮筒的一種專業(yè)性工作。

⒉拖帶作業(yè)

指由拖輪拖運非自航船（物）或協(xié)助機動船靠離、掉頭、護航、搶救等的一種專業(yè)性工作。拖帶作業(yè)有以下幾種方法：

⑴拖頭

指用拖纜將被拖船的船首與拖船連結在一起的拖帶方法。

⑵拖腰

指用拖纜將被拖船的船中附近的部位與拖輪連結在一起的拖帶方法。

⑶拖尾

指用拖纜將被拖船尾部與拖輪連結在一起的拖帶方法。

⑷頂尾拖頭

指先用拖輪船首頂推被拖船的船尾至適當角度后再拖頭的一種拖帶方法。

⑸頂推

指拖輪用船首頂推被拖船的拖帶方法。

⑹傍拖

指拖輪用首纜、肩纜、尾纜、橫纜和被拖船連成一體的拖帶方法。

⑺吊拖

指被拖船通過拖纜套掛在拖輪鉤上或直接連接在拖輪絞纜機上的一種拖帶方法。

⒊搶險救助作業(yè)

指對港內因失控、擱淺、操縱能力受限而喪失自航能力的船舶實施救助及拖帶的作業(yè)。

⒋消防監(jiān)護作業(yè)

指對港內發(fā)生火災及運輸危險品的船舶實施消防和監(jiān)護的作業(yè)。

因此，我們看到其實拖船在應用途徑上十分**，而且港口情況由于受到水流潮汐、風力風向等等因素的影響，使得海上作業(yè)難度非常大，同時拖船是需要主動用船體靠近被拖大船的，所以對船體和大船之間的距離控制要求十分高，在過去都是船長根據(jù)所處海域氣象、海況、水深及周圍船舶通航密度情況指揮作業(yè)，這種方式對于指揮人員的經驗、專注度、精力甚至身體條件要求都十分高，所以需要采用借用先進的技術手段對現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境進行**監(jiān)測，輔助作業(yè)指揮人員完成作業(yè)操作。

二、船體視頻監(jiān)控需求分析

我們從拖船的作業(yè)類型和作業(yè)要求來看，拖船船體的各個方位都有可能去主動靠近大船船體，同時靠近船體的距離會逐漸縮小，這樣在視頻監(jiān)控上就會存在如下需求：

1、距離上是一個由遠而近的過程，那么在視覺感觀上就是正面船體局部會逐步放大，甚至充滿整個人眼的視角，導致單純采用人眼無法有效判斷真實距離，這就需要能有周圍環(huán)境的物體在視線中進行參考；

2、由于作業(yè)類型的不同，會有不同作業(yè)操作，拖船會采用不同的船體部分去靠近大船，因此在進行視頻監(jiān)控輔助作業(yè)時應充分考慮到船體的各個部分，并充分了解作業(yè)類型對于作業(yè)安全距離的定義；

3、由于拖船與大船之間的距離是逐步靠近的，相互之間的安全距離會越來越小，這樣就對于視頻監(jiān)控成像延時會有一定要求，避免視頻監(jiān)控成像和實際情況時間誤差過大導致延誤操作時機；

4、由于攝像機的物理因素給圖像帶來很多畸變，而往往一些畸變會導致人的視覺出現(xiàn)重大誤判，所以在攝像機選擇上要選擇視覺畸變校正效果優(yōu)良，攝像機成像畫面無變形，減少攝像機成像物理畸變的誤差。

5、由于拖船日常還承擔了日常消防監(jiān)護作業(yè)工作，那么對于港口內船舶的情況要能盡量做到一圖呈現(xiàn)，可以幫助監(jiān)控人員快速發(fā)現(xiàn)港口內的險情。

三、多路視頻拼接技術-船舶360全景影像系統(tǒng)解決方案為提升拖船的日常工作效率和作業(yè)安全性，我們建議在拖船的四周安裝六臺180°全景攝像機，對著六個不同的方位進行日常監(jiān)控，同時在拖船正中間豎立監(jiān)控桿安裝一臺360°全景攝像機，對拖船四周情況進行全景360°實時監(jiān)控。

對于進行四周全景監(jiān)控的360°全景攝像機來說要能保證四周環(huán)境一圖呈現(xiàn)，避免攝像機監(jiān)控畫面分散，導致監(jiān)控人員在多個畫面中匹配場景環(huán)境，可以快速發(fā)現(xiàn)環(huán)境的變化和定位問題。

而拖船船體和大船進行作業(yè)時，有時會直接船體接觸，所以拖船船體四周安裝的攝像機盡量選擇合適焦距的鏡頭，同時由于靠近大船后視角可能會出現(xiàn)大船局部占滿的情況，所以選擇視角到180°的全景攝像機，以滿足船體靠近時能觀察到一些細微的變化，方便控制拖船航行速度。