1.1研究目的

我国是世界内河航运大国之一，内河航运是我国现代综合运输体系的重要组成部分，其具有运能大、成本低、污染轻、占地少、能耗低等优势。2016年，交通运输部部长杨传堂在全国交通运输工作会议上提出了综合交通运输发展的总体目标：加快推进综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通建设，加快完善综合交通基础设施网络，到2020年基本建成安全便捷、畅通高效、绿色智能的现代综合交通运输体系。水运业己呈现新的发展趋势。

随着内河航运的发展，船舶数量急剧增多，通航密度越来越大，加上内河通航环境复杂多变，严重影响内河航运安全。然而内河船舶大多为载重量较小的船舶，基于成本考虑没有安装雷达等功能性较强的导航设备，载重吨也没达到IMO要求的AIS强制安装标准。此类船舶在内河航行时存在较大的安全隐患。

为了提高内河航运的安全，增强内河小型船舶的导航能力，实时障碍物检测技术成为了解决上述问题的研究方向，本课题拟通过对目前主流的目标检测算法进行学习，分析和比较，选择一种较好的方法并加以优化，使目标检测算法在实时检测内河船舶航行时的障碍物时具有更高的精确度和更快的速度。

1.2研究意义

近年来随着我国内河航运的高速增长，内河船舶数量急剧增加，导致内河通航密度激增。另外，加上复杂多变的航道环境的影响，使得内河航运的安全问题受到长期的广泛关注。

为了增加船舶航行的安全性，船上一般都会搭载各种各样的导航设备，目前船舶导航设备多种多样，但是具有测距功能的导航设备目前主要有AIS（Automatic IdentificationSystem）、ECDIS（Electronic Chart Display and InformationSystem）、雷达等。其中，只有雷达是主动测距设备，AIS和ECDIS都是非主动测距设备，都是以接收对方发送的位置信号判断来船位置。

国际海事组织对船舶安装AIS设备的要求为300吨以上，也就意味着在300总吨以下的船舶并不要求安装AIS系统。这也说明在内河航行的船舶当中还有相当一部分小船并没有达到强制安装的标准，因此在内河航行中，使用AIS作为航船导航设备会出现大量的漏船现象，而且所发送报文时常出现错误信息，对在航船导航造成威胁，影响船舶航行安全。除此之外，地型也是重要影响因素之一，当雷达监测区域中有较多遮挡物时，如曲折河道、山的遮挡等会对雷达造成千扰，对雷达功能影响较大，而且雷达价格导致投资起点较高，这是很多小船不会考虑的主要原因。因此，从价格方面考虑ECDIS也不会被众多的小船所采用。所以在两个检测设备均缺失的情况下，我们应该针对这部分空缺加以研究，用其他的低成本，利用率高的方式获得目标船的信息，监视目标船等等。

随着科学技术的发展，目标检测的应用已经越来越广泛，然而在内河船舶的应用较小。本课题将研究内河船舶航行实时障碍物检测技术。雷达和AIS作为船舶的导航设备发展日趋完善，功能基本能够满足如今海上船舶航行需求。但是随着内河航运事业的发展，面对越来越拥挤的通航密度和复杂的航道环境，雷达和AIS暴露出来的问题越来越明显。所以发展一项新的导航技术是十分必要的。

航行在内河的船舶相比海上船舶有良好的网络环境，有着信号好、价格低的优势。因此可以有效的与岸基进行沟通，在信息交流的过程中，视频图像比雷达图像更加直观，能让岸上机构更好的了解当前水域情况。对比雷达有巨大优势。

所以，目标检测技术不仅可以为船舶导航提供解决方案，也可以为将来船舶救援，水面搜救以及海上监控等情况的提供良好的辅助。

1.3国内外研究现状

目标检测的目的在于从图像中获取感兴趣的区域或者目标，通过一定的技术手段将该区域或者物标从图像中分离出来。从不同的分类方式可以将目标检测技术分为单帧目标检测和多帧目标检测。单帧检测的方法包含图像的边缘检测和基于图像灰度的检测。而多帧检测通常是根据多幅图像的变化，从中找到目标的变化特征，从而完成运动目标的检测。多帧检测方法通常包含特征检测、背景差分等方法。