多路視頻拼接技術-船舶360全景影像系統

一、項目背景

港作拖輪作爲港口配套設施的一部分，即爲港口基礎設施的組成(chéng)部分，是與碼頭主體工程同步配套建設，以滿足碼頭建成(chéng)投入運行需要。

同時船舶進(jìn)出港口或移泊大都(dōu)用拖輪協助，有的港口因航道(dào)狹窄，船舶不能(néng)動車，全部需要靠拖輪。

拖輪的尺寸小，但功率大、強度高、穩性好(hǎo)、操作靈活，多用于協助他船進(jìn)行港内操縱。大功率拖輪還(hái)可以用于海上拖帶。

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

港作拖輪作業類型有：助泊作業、拖帶作業、搶險救助作業、消防監護作業等。

⒈助泊作業

指拖輪協助大輪進(jìn)行離、靠碼頭、系解浮筒的一種(zhǒng)專業性工作。

⒉拖帶作業

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

⑴拖頭

指用拖纜將(jiāng)被(bèi)拖船的船首與拖船連結在一起(qǐ)的拖帶方法。

⑵拖腰

指用拖纜將(jiāng)被(bèi)拖船的船中附近的部位與拖輪連結在一起(qǐ)的拖帶方法。

⑶拖尾

指用拖纜將(jiāng)被(bèi)拖船尾部與拖輪連結在一起(qǐ)的拖帶方法。

⑷頂尾拖頭

指先用拖輪船首頂推被(bèi)拖船的船尾至适當角度後(hòu)再拖頭的一種(zhǒng)拖帶方法。

⑸頂推

指拖輪用船首頂推被(bèi)拖船的拖帶方法。

⑹傍拖

指拖輪用首纜、肩纜、尾纜、橫纜和被(bèi)拖船連成(chéng)一體的拖帶方法。

⑺吊拖

指被(bèi)拖船通過(guò)拖纜套挂在拖輪鈎上或直接連接在拖輪絞纜機上的一種(zhǒng)拖帶方法。

⒊搶險救助作業

指對(duì)港内因失控、擱淺、操縱能(néng)力受限而喪失自航能(néng)力的船舶實施救助及拖帶的作業。

⒋消防監護作業

指對(duì)港内發(fā)生火災及運輸危險品的船舶實施消防和監護的作業。

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(xiàng)等等因素的影響，使得海上作業難度非常大，同時拖船是需要主動用船體靠近被(bèi)拖大船的，所以對(duì)船體和大船之間的距離控制要求十分高，在過(guò)去都(dōu)是船長(cháng)根據所處海域氣象、海況、水深及周圍船舶通航密度情況指揮作業，這(zhè)種(zhǒng)方式對(duì)于指揮人員的經(jīng)驗、專注度、精力甚至身體條件要求都(dōu)十分高，所以需要采用借用先進(jìn)的技術手段對(duì)現場的作業環境進(jìn)行**監測，輔助作業指揮人員完成(chéng)作業操作。

二、船體視頻監控需求分析

我們從拖船的作業類型和作業要求來看，拖船船體的各個方位都(dōu)有可能(néng)去主動靠近大船船體，同時靠近船體的距離會逐漸縮小，這(zhè)樣(yàng)在視頻監控上就會存在如下需求：

1、距離上是一個由遠而近的過(guò)程，那麼(me)在視覺感觀上就是正面(miàn)船體局部會逐步放大，甚至充滿整個人眼的視角，導緻單純采用人眼無法有效判斷真實距離，這(zhè)就需要能(néng)有周圍環境的物體在視線中進(jìn)行參考；

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

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(zhè)樣(yàng)就對(duì)于視頻監控成(chéng)像延時會有一定要求，避免視頻監控成(chéng)像和實際情況時間誤差過(guò)大導緻延誤操作時機；

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緻人的視覺出現重大誤判，所以在攝像機選擇上要選擇視覺畸變校正效果優良，攝像機成(chéng)像畫面(miàn)無變形，減少攝像機成(chéng)像物理畸變的誤差。

5、由于拖船日常還(hái)承擔了日常消防監護作業工作，那麼(me)對(duì)于港口内船舶的情況要能(néng)盡量做到一圖呈現，可以幫助監控人員快速發(fā)現港口内的險情。

三、多路視頻拼接技術-船舶360全景影像系統解決方案爲提升拖船的日常工作效率和作業安全性，我們建議在拖船的四周安裝六台180°全景攝像機，對(duì)著(zhe)六個不同的方位進(jìn)行日常監控，同時在拖船正中間豎立監控杆安裝一台360°全景攝像機，對(duì)拖船四周情況進(jìn)行全景360°實時監控。

對(duì)于進(jìn)行四周全景監控的360°全景攝像機來說要能(néng)保證四周環境一圖呈現，避免攝像機監控畫面(miàn)分散，導緻監控人員在多個畫面(miàn)中匹配場景環境，可以快速發(fā)現環境的變化和定位問題。

而拖船船體和大船進(jìn)行作業時，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适焦距的鏡頭，同時由于靠近大船後(hòu)視角可能(néng)會出現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(néng)觀察到一些細微的變化，方便控制拖船航行速度。