多路视频拼接技术-船舶360全景影像系统

一、项目背景

港作拖轮作为港口配套设施的一部分，即为港口基础设施的组成部分，是与码头主体工程同步配套建设，以满足码头建成投入运行需要。

同时船舶进出港口或移泊大都用拖轮协助，有的港口因航道狭窄，船舶不能动车，全部需要靠拖轮。

拖轮的尺寸小，但功率大、强度高、稳性好、操作灵活，多用于协助他船进行港内操纵。大功率拖轮还可以用于海上拖带。

有的港作拖轮兼有消防设施，主要用于扑救港内船舶火灾。船上设有消防炮，用于喷射泡沫或高压水柱，并设有液压升降台，用于扑救高处火灾。

港作拖轮作业类型有：助泊作业、拖带作业、抢险救助作业、消防监护作业等。

⒈助泊作业

指拖轮协助大轮进行离、靠码头、系解浮筒的一种专业性工作。

⒉拖带作业

指由拖轮拖运非自航船（物）或协助机动船靠离、掉头、护航、抢救等的一种专业性工作。拖带作业有以下几种方法：

⑴拖头

指用拖缆将被拖船的船首与拖船连结在一起的拖带方法。

⑵拖腰

指用拖缆将被拖船的船中附近的部位与拖轮连结在一起的拖带方法。

⑶拖尾

指用拖缆将被拖船尾部与拖轮连结在一起的拖带方法。

⑷顶尾拖头

指先用拖轮船首顶推被拖船的船尾至适当角度后再拖头的一种拖带方法。

⑸顶推

指拖轮用船首顶推被拖船的拖带方法。

⑹傍拖

指拖轮用首缆、肩缆、尾缆、横缆和被拖船连成一体的拖带方法。

⑺吊拖

指被拖船通过拖缆套挂在拖轮钩上或直接连接在拖轮绞缆机上的一种拖带方法。

⒊抢险救助作业

指对港内因失控、搁浅、操纵能力受限而丧失自航能力的船舶实施救助及拖带的作业。

⒋消防监护作业

指对港内发生火灾及运输危险品的船舶实施消防和监护的作业。

因此，我们看到其实拖船在应用途径上十分**，而且港口情况由于受到水流潮汐、风力风向等等因素的影响，使得海上作业难度非常大，同时拖船是需要主动用船体靠近被拖大船的，所以对船体和大船之间的距离控制要求十分高，在过去都是船长根据所处海域气象、海况、水深及周围船舶通航密度情况指挥作业，这种方式对于指挥人员的经验、专注度、精力甚至身体条件要求都十分高，所以需要采用借用的技术手段对现场的作业环境进行**监测，辅助作业指挥人员完成作业操作。

二、船体视频监控需求分析

我们从拖船的作业类型和作业要求来看，拖船船体的各个方位都有可能去主动靠近大船船体，同时靠近船体的距离会逐渐缩小，这样在视频监控上就会存在如下需求：

1、距离上是一个由远而近的过程，那么在视觉感观上就是正面船体局部会逐步放大，甚至充满整个人眼的视角，导致单纯采用人眼无法有效判断真实距离，这就需要能有周围环境的物体在视线中进行参考；

2、由于作业类型的不同，会有不同作业操作，拖船会采用不同的船体部分去靠近大船，因此在进行视频监控辅助作业时应充分考虑到船体的各个部分，并充分了解作业类型对于作业安全距离的定义；

3、由于拖船与大船之间的距离是逐步靠近的，相互之间的安全距离会越来越小，这样就对于视频监控成像延时会有一定要求，避免视频监控成像和实际情况时间误差过大导致延误操作时机；

4、由于摄像机的物理因素给图像带来很多畸变，而往往一些畸变会导致人的视觉出现重大误判，所以在摄像机选择上要选择视觉畸变校正效果优良，摄像机成像画面无变形，减少摄像机成像物理畸变的误差。

5、由于拖船日常还承担了日常消防监护作业工作，那么对于港口内船舶的情况要能尽量做到一图呈现，可以帮助监控人员快速发现港口内的险情。

三、多路视频拼接技术-船舶360全景影像系统解决方案为提升拖船的日常工作效率和作业安全性，我们建议在拖船的四周安装六台180°全景摄像机，对着六个不同的方位进行日常监控，同时在拖船正中间竖立监控杆安装一台360°全景摄像机，对拖船四周情况进行全景360°实时监控。

对于进行四周全景监控的360°全景摄像机来说要能保证四周环境一图呈现，避免摄像机监控画面分散，导致监控人员在多个画面中匹配场景环境，可以快速发现环境的变化和定位问题。

而拖船船体和大船进行作业时，有时会直接船体接触，所以拖船船体四周安装的摄像机尽量选择合适焦距的镜头，同时由于靠近大船后视角可能会出现大船局部占满的情况，所以选择视角到180°的全景摄像机，以满足船体靠近时能观察到一些细微的变化，方便控制拖船航行速度。