基于船载三维激光扫描系统的航道沿岸大比例尺测图

内河航道沿岸地形复杂多变,传统的地形测量方式存在工作量大、效率低等弊端。提出可采用船载三维激光扫描系统来获取沿岸大比例尺地形数据,以某内河航道为例,总结数字成图的关键步骤,并结合RTK采集的验证点,对比分析试验精度。结果表明:船载三维激光扫描系统获取的点云的平面和高程精度均优于10 cm,满足1∶500大比例尺测图的精度要求。     

基于3D打印的船载无人机参数化设计

以降低船载无人机重量,提升船载无人机力学性能为目的,设计基于3D打印的船载无人机参数化设计方法。通过面向3D打印的SolidWorks软件建立以船载无人机结构柔度最小为目标,以体积、梯度等为约束条件的船载无人机参数确定模型;利用变权重变异鸽群优化算法,求解该模型,确定最小结构柔度对应的船载无人机参数;依据确定的参数,建立船载无人机的三维模型,并导入3D打印软件内;3D打印技术以分层处理的方式,完成船载无人机参数化设计。实践证明,该方法可有效确定船载无人机参数,建立船载无人机三维模型,有效完成船载无人机参数化设计。该方法设计的船载无人机最大应力较大,符合无人机结构刚度与强度等力学性能需求。     

基于以太网的船载通信航行数据记录仪的数据优化

船载通信航行数据记录仪具有非常重要的作用,它通过采集船舶GPS定位系统、计程仪、VHF(低、高频)通信设备和雷达系统的输出信号,以一种安全、可靠的方式保存下来,一旦船舶发生事故,可以通过数据记录仪获取事故发生前船舶的航行状态以及当时的气象环境条件。本文的主要研究内容是船载航行数据记录仪的数据优化等内容,将以太网技术应用于航行记录仪的数据传输和处理过程,并设计了基于以太网技术的航行记录仪雷达信号数据处理系统。     

船载远程图像传输系统设计与研究

在考虑带宽和可靠性的情况下,采用海事卫星F系统进行船载远程图像的传输。介绍远程控制的原理,根据其设计了船载远程图像传输方案,并对方案进行说明。在远程图像的传输过程中会受到数据量大、传输延迟等问题的影响,针对这些问题本文利用基于流媒体的交互技术和流媒体数据轻量化技术,实现了视频的流互动性、生动性,增强了远直播控制端、船舶和陆地之间的交流,增强了二者的互动性。     

基于北斗卫星的船载无人机惯性导航定位系统

由于传统船载无人机惯性导航定位系统的惯性数据融合度较低,导致定位数据的估计值计算精准度降低,无人机定位坐标与实际坐标间的误差增大。因此,提出并设计了基于北斗卫星的船载无人机惯性导航定位系统。创建BDS地面惯性定位数据接收硬件;将硬件接收的惯性数据进行惯性定位数据初级信息识别认证;对认证后惯性定位数据进行多惯性数据的融合估计计算,减小经维度误差值,完成提出系统的设计。通过传统系统与提出系统间的对比测试,证明提出设计系统具有提升无人机惯性定位坐标精准度的作用。     

基于iFEM和虚实结合的加筋板应变场构建研究

iFEM(inverse finite element method)是目前进行结构应变场构建最有前景的方法之一,其目的是在结构离散应变采集过程中,以最少的实际测点获取满足精度要求的结构应变场。在一些局部区域应变数据不易采集时,可尝试采用虚实结合的方式进行离散应变数据的采集。本文以船舶典型结构加筋板为例,根据实测数据,结合仿真模型,依据Xgboost的测点回归方法,基于iFEM技术依次计算实测、仿真和虚实结合三种方法的应变场重构精度,分析误差原因。通过预测,当47个物理测点时平均误差最低,为1.92%,以虚实结合路径输入15个点和21个点时结果与验证点的误差均小于3%,验证了虚实结合快速补充缺失数据的应变场重构的方法操作性强、准确度高。     

基于信任度检测的船载网安全路由机制

针对当前船载网安全路由机制存在数据传输时延长、链路稳定性差、易被恶意行为攻击等缺陷,为了保证船载网的工作稳定性和通信安全性,设计了基于信任度检测的船载网安全路由机制。首先采用信道选择监听机制对船载网节点信息进行采集,然后采集信息建立节点信任度,并根据节点信任度等级分配数据路由任务,最后根据节点信任度列表建立最优的船载网安全路由,进行船载网安全路由优劣测试。结果表明,本文机制的船载网数据传输时延明显减少,提高了数据传输链路的稳定性,有效避开恶意节点的攻击,船载网的数据吞吐量得到大幅度提升,是一种安全、可靠的船载网安全路由机制。     

一种基于图像处理的舰载无人机识别定位方法

舰载无人机的自主降落问题越来越受到重视,图像处理方法以其高精度、低成本的优势受到青睐。首先研究在图像中无人机提取算法,用最大类间方差法对提取后图像进行处理,然后基于霍夫直线检测算法,通过对处理后图像进行霍夫直线变换将图像空间的点变换到霍夫空间,从而找出图像空间的直线,进一步标示无人机位置。最后,通过试飞无人机实地测试检验该算法的准确性及稳定性。结果表明,该检测方法准确度高,速度快,在2～10 m范围内均有良好的检测精度,验证了基于图像处理识别定位无人机的可行性,为舰载无人机精准降落奠定了技术基础。     

无人机海洋观测系统集成技术研究

本文主要针对特定区域海洋观测的需求,以海洋环境和海上目标机动快速监测为目标,研制基于船载无人直升机平台的多传感器海洋观测系统。重点研究海洋观测的系统集成技术,包括无人机与机载载荷的集成、数据处理系统的集成。开展船载无人机起降和多传感器协同海洋观测的系统集成验证试验,最终建立船载无人机海、陆、气一体化的海洋观测系统。为构建面向海洋实际业务应用系统奠定基础。     

船载货物监控传感网络的设计与实现

针对传统船载货物监控成本高、数据可信度低、系统不易拓展的现状,设计了船载货物的海事监控传感网络系统.系统由基于无线传感器网络的船载监控网络、基于通用分组无线业务技术(GPRS)的公共移动通信网络和基于浏览器/服务器(B/S)模式的上位机监控平台组成.船载监控网络采用分层的网络拓扑结构、自适应成簇算法、统一的通信协议,终端节点采用休眠/激活机制,提高了网络的健壮性和寿命.GPRS网络能将紫蜂(ZigBee)网络采集的传感信息及时投递至远程服务器,监控中心人员通过浏览器即可查询货物各方面的状况.本系统在实验测试中表现出性能稳定、实时性强、数据可靠性高等特点,可为类似研究提供一定参考.     

无人机海洋观测系统集成技术研究

本文主要针对特定区域海洋观测的需求,以海洋环境和海上目标机动快速监测为目标,研制基于船载无人直升机平台的多传感器海洋观测系统.重点研究海洋观测的系统集成技术,包括无人机与机载载荷的集成、数据处理系统的集成.开展船载无人机起降和多传感器协同海洋观测的系统集成验证试验,最终建立船载无人机海、陆、气一体化的海洋观测系统.为构建面向海洋实际业务应用系统奠定基础.     

船载电子信息系统RMS顶层参数权衡模型

船载电子系统在运行过程中易受到电磁干扰,导致系统运行过程中造成响应度数值低,RMS数据效能受损问题,严重影响船舶运行任务效果,难以保障船舶航行安全。基于此提出了对船载电子信息系统RMS顶层参数权衡模型的构建,通过采集和判断船载电子信息系统可用度数值,对船载电子信息系统RMS顶层参数效能数值进行计算,并根据计算结果划分参数权衡等级,针对不同级别规范RMS顶层数据分析管理方法,实现对RMS顶层参数权衡模型的设计目标。最后通过实验证实,船载电子信息系统RMS顶层参数权衡模型在实际应用过程中可以更好提高数据信息管理效果,避免数据受损问题,保障船舶运行任务的成功性,充分满足研究要求。     

船舶保安警报系统的设计研究

采用单片机89C51为核心设计船舶保安警报系统,通过RS-232串口和船载GPS连接,利用C程序对数据进行处理,实现GPS信号的采集处理及通过船舶C站对报警信号的发送。     

船载测控设备测角精度标定方法

航天测量船船载测控设备海上测角精度一直是制约其测轨精度的重要因素.针对该问题提出一种利用测量船船载GPS气象探空系统进行船载测控设备海上测角精度标定的新方法.通过对测量船现有探空设备功能拓展、气象探空设备和测控设备结合以及建立数学模型和数据综合处理等方法手段,创新海上测角精度标定手段.该技术既克服了船载测控设备海上标校对测控光学仪器的过分依赖,又解决了长期以来船姿船位测量误差对测角精度影响无法标定的问题,初步数据处理分析表明该技术保证了测控设备海上测角标校精度.     

基于相空间重构和回声状态网络的舰船摇荡预报

为了改进利用传统回声状态网络(Echo Stale Network,ESN)方法预报非线性舰船摇荡时历时预报精度不足的问题,提出将相空间重构和回声状态网络相结合的方法,在依托海军某型舰实船采集摇荡数据的基础上,采用相空间重构技术提取舰船摇荡时历的内部结构信息,获取摇荡时历的相空间特性,对时历数据进行可用性筛选,然后将重构后的数据输入到回声状态网络进行学习训练,用于预报舰船极短期的摇荡姿态。利用实船数据进行不同预报时长条件下的试验仿真,并按照均方误差、均方根误差等误差标准对仿真结果进行误差分析。试验结果表明:所提方法对于舰船摇荡的预报具有精度高及稳定性强的优点,预报值与真实值相比从摇荡值和摇荡相位上都具有较好的精度,证明了该方法的可行性。     

基于无人机倾斜摄影的船舶航行图像重建研究

传统的图像重建方法应用于船舶航行图像重建,由于在图像匹配过程中的误差率较大,导致其图像匹配性能较差。为此,设计一种基于无人机倾斜摄影的船舶航行图像重建方法。首先,利用灰度变换和图像锐化,对图像预处理;其次,采用聚簇算法完成图像匹配;之后,通过反解法数字纠正方法完成图像纠正;最后,利用图像序列重建,完成船舶航行图像的三维重建。至此,完成基于无人机倾斜摄影的船舶航行图像重建方法的设计。通过对比实验,与2种传统方法相比,提出的基于无人机倾斜摄影的船舶航行图像重建方法的图像检查点精度更高,表明其匹配性能更好。     

无人机低空遥感船舶影像航行数据采集稳定性测试

针对传统无人机低空遥感船舶影像,数据采集稳定性测试技术,精确度较低的问题,设计新型航行数据采集稳定性测试技术。对无人机内部工作电路进行QD变换,获取无人机十二脉波变压整流器等效电路,对等效电路负载进行线性化分析,明确对应工作向量和关系,通过等效电路和负载线性关系求取并对比电路等效输出阻抗增益值,实现无人机低空要看船舶影像航行数据采集稳定性测试。实验数据表明,与传统方式相比,设计的测试技术在高电波影响下,测试精度提高19.5%,高风量环境下,测试精度提高22%,可以有效提高测试精度。     

关联反馈和多特征的舰船图像检索系统

传统舰船图像检索系统受到检索特征图块精度与反馈精度的影响,在检索准确性方面存在较大误差,导致系统整体检索任务完成率降低。通过对检索过程的数据分析,提出关联反馈和多特征的舰船图像检索系统。系统采用JFGS图云信息关联硬件+关联反馈算法+多特征图块特征检索算法的立体式设计方案。通过硬件设计完成对算法所需数据变量信息的创建与获取;通过算法设计实现软件层面的图像信息反馈阈值优化与图块特征检索精度提升,从而提出系统对图像检索的准确度。通过对比实验对设计系统检索结果进行验证,根据数据得出有效性结论。     

基于红外热成像技术的近岸船舶位姿获取和识别

为实现对港口船舶的实时监测,采用红外热成像技术对视野内所有运动船舶位姿进行实时获取和识别,考虑到海港与内河港水域背景复杂程度的不同,分别采用改进的Otsu阈值分割技术和混合高斯建模技术,对实时采集的红外图像进行前景提取,实现港口水域内所有运动船舶的图像区域提取和准确定位。该方法显著提高监测系统的精度与效率,为船舶靠泊辅助系统的优化提供可行方案。     

船舶轮廓图像三维重构技术研究

传统三维造型技术所得的三维坐标精准度差,为了解决这个问题,提出一种新的船舶轮廓图像三维重构技术。先提取船舶轮廓线,在处理船舶轮廓图像数据,以实现重构的完整性,在此基础上,采用零均值归一化算法,匹配船舶轮廓图像特征点,在建立粗匹配关系后,获取船舶轮廓三维点坐标,实现船舶轮廓图像三维重构,由此,完成船舶轮廓图像三维重构技术的设计。最后,在数据库中随机选取7组立体匹配对应图像点,对比2种方法的精准度,实验结果表明,所提方法精准度更高。