基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测研究

针对传统船舶航行路径长度预测方法存在路径长度预测性能较差的问题,设计一种基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测方法。针对船舶航行路径实施环境建模,以处理和获取空间船舶航行路径的环境信息。利用构建的环境模型确定船舶航行路径的代价函数,函数中包括过大转弯角个数函数、平滑度函数与航程函数3个因素。根据船舶航行路径代价函数,基于曲线拟合对船舶航行路径长度进行预测,首先需要基于曲线拟合对船舶航行路径长度进行量化,接着通过明示距离法对船舶航行路径长度进行预测。为了证明基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测方法的路径长度预测性能较强,将传统船舶航行路径长度预测方法与该方法进行对比实验。实验结果证明该方法的路径长度预测性能优于传统方法,实现了性能突破。     

基于视觉传达的船舶自动导航系统

为了提升自动导航效果,设计基于视觉传达的船舶自动导航系统。利用视觉传达技术采集船舶图像,通过回溯处理模块获取高精度图像信息;利用系统软件线程实现模块间通信,依据图像信息制定航行计划,依据高精度图像信息实现航线设置、航线偏移报警与保存航迹功能;采用船舶目标跟踪方法得到船舶的位置和航向角信息,利用人机交互模块完成海图漫游、查询与航线管理等操作。实验证明,该系统可合理设计船舶航线,航行轨迹跟踪精度高。     

基于机器视觉技术的船桥防碰撞自动控制系统

为避免船桥发生碰撞事故,设计基于机器视觉技术的船桥防碰撞自动控制系统。利用双目视觉传感器采集船舶航行环境图像,由A/D转换芯片预处理环境图像,再利用双目视觉测距技术结合预处理的环境图像计算船舶与桥墩间的距离;通过全球定位系统采集船舶位置信息,利用改进差分进化PID控制方法得到舵角自动控制结果,再利用异步收发传输器根据控制结果生成自动控制指令,作用于船舵,完成船桥防碰撞自动控制。实验证明：该系统可有效采集船舶航行环境图像,计算船舶三维坐标;在不同航行环境时,该系统均可完成船桥防碰撞自动控制,且自动控制的稳定性较优。     

基于VR技术的船舶航行视景分布式可视化分析系统

现有的视景分布式可视化分析系统能够分析出的内容较少,因此设计一种基于VR技术的船舶航行视景分布式可视化分析系统。系统采用多通道视景拓扑结构,在硬件中使用了多通道边缘融合控制器,能完成多幅图像的融合,提高虚拟现实沉浸度;在软件中分析了航行的仿真要素,着重分析了波浪和船舶航迹流的视景生成,利用插入多边形法完成地形的网格优化处理,再利用基于等高线的地形生成方法完成航行视景的全方位分析,构建四叉树结构提取模型的多层次细节,通过顶点之间的约束关系完成可视化轨迹分析。通过实验结果表明,设计系统的分析内容能够达到15条,验证了设计系统的有效性。     

基于图像匹配的多船舶图像拼接方法

传统多船舶图像拼接方法在使用实践过程中,存在无法对多艘高度相似的船舶进行特征区分,导致在拼接过程中拼接位置出现错误的问题。提出基于图像匹配的多船舶图像拼接方法,首先通过引入M-KAZE算法,对高相似度的船舶进行细节的非线性尺度特征识别计算,使每张船舶图像的特征更为清晰;接着,引入稀疏特征像素点拼接算法对多张船舶图像的稀疏特征进行关联计算,从而完成多艘船舶图像的准确拼接;最后,通过仿真实验证明提出方法的可行性。     

视觉传达技术船舶航行环境实时模拟系统

在船舶航行环境实时模拟过程中,对于船舶波模拟能力较差,造成船舶航行环境实时模拟系统图像绘制时间过长。因而,设计基于视觉传达技术的船舶航行环境实时模拟系统。引用图像绘制数位板以及GPS船舶定位装置完成系统硬件优化。构建船舶航行模型,计算船舶波宽度。引用视觉传达技术,设置波图像信息点,完成船舶航行波绘制。寻找目标船舶,设定船舶以高速与低速2种状态展开航行,对此系统与原有系统展开测试。由测试结果可知,此系统的船舶波模拟精度与图像绘制时长均优于原有系统。     

基于多媒体网络的舰船图像定位自动匹配系统设计

为了更好地实现船舶的安全航行,基于多媒体网络技术的优越性,本文构建基于多媒体网络技术的舰船图像定位自动匹配系统,并对整个系统的关键技术和系统性能进行研究,该系统能够实时处理、传输大量的多媒体数据,通过SIFT图像匹配算法,可以实现舰船图像定位的自动匹配。实验结果表明,系统性能良好,匹配平均时间为5.23 ms,匹配的成功率可以达到90%,为舰船的安全航行提供了可靠的保障。     

复杂航行环境船舶航行异常监控系统

传统船舶航行异常监测系统,在复杂航行环境下无法对轨迹信号图像作出正确判定,导致船舶航行监测结果与实际航行监测要求偏差较大,影响船舶正常航行安全。因此提出复杂航行环境船舶航行异常监控系统软件设计。利用卡尔曼滤波算法,建立航行轨迹图像数据高帧率采集硬件,获取高清轨迹图像数据;软件功能主要分为轨迹图像信号建模、轨迹图像模型信号的异常处理与异常轨迹像素的平滑提取3部分;通过仿真对比数据,证明提出系统在复杂航行环境下,能够有效提升异常轨迹监测识别率22.34%。     

基于机器视觉技术的船舶航行危险区域自动识别方法

提出基于机器视觉技术的船舶航行危险区域自动识别方法,最大程度规避船舶航行风险。利用机器视觉技术获取船舶航行图像数据,并结合像素平滑滤波和帧间差分法去除原始船舶航行图像所含噪声。采用二阶高斯-马尔科夫机场算法对去噪后船舶航行图像的显著性区域候选节点作信息弥散处理,获取船舶航行图像显著图,通过均值偏移算法处理船舶航行显著图像的特征空间,获得多个分割区域后,在显著图中求解各区域的显著性均值,通过与阈值作比较,实现船舶航行危险区域识别。实验结果表明：该方法可有效提升船舶航行图像的视觉效果;生成的显著图细节完整;可实现不同危险区域的识别,识别效果突出。     

基于VR技术的船舶航行仿真系统设计

传统船舶仿真系统不能在短时间内完成航行数据的识别及转发处理。为解决上述问题,设计基于VR技术的新型船舶航行仿真系统。通过层次逻辑结构设计、仿真拓扑结构设计2个步骤,完成新型系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过VR交互程序设计、航行传输协议设计、仿真数据库设计3个步骤,完成新型系统的软件运行环境搭建,实现基于VR技术船舶航行仿真系统的顺利应用。模拟对比试验结果表明,与传统系统相比,应用基于VR技术船舶航行仿真系统后,航行数据识别及转发处理时间均得到一定程度降低。     

雷达模拟视频和电子海图图像叠加方法

雷达和电子海图是船舶重要助航设备。为了提高船舶航行中的避碰能力,文章提出了一种雷达模拟视频和电子海图图像叠加方法。采集雷达的模拟视频信号、方位信号和触发脉冲,通过A/D转换,利用极坐标与直角坐标变换模型和图像匹配模型,实现雷达和电子海图图像的叠加。试验结果表明,雷达和电子海图图像叠加是辅助船舶安全航行的有效方法,电子海图的海岸轮廓和雷达扫描到的图像能够较好的匹配融合,可以在电子海图底图上实时显示雷达捕获到的目标,提高对船舶周围环境的监控能力。     

基于红外图像的船舶特征识别方法

传统船舶特征识别结果准确性较低,且相关人员不能根据此结果,快速完成船舶图像复原。为解决此问题,设计基于红外图像的船舶特征识别方法。通过ROI低分辨率红外图像提取、图像特征相邻方向指示2个步骤,完成基于低分辨率红外图像的船舶特征识别。通过ROI高分辨率红外图像提取、图像增强预处理2个步骤,完成基于高分辨率红外图像的船舶特征识别。设计对比实验结果表明,基于红外图像的船舶特征识别方法,与传统方法相比,能够保证特征识别结果的准确性,为快速完成船舶图像复原操作提供可能。     

基于虚拟现实的船舶设计技术研究

传统船舶的搭建设计过程中,不能有效监测舱室温度,且航行信息的无线传感方面,存在较长的时间延迟。为有效解决上述问题,引入虚拟现实技术,对传统船舶设计方法进行改进。通过温度监测模块整体架构改进、温度数据采集技术改进,完成基于虚拟现实的船舶舱室温度监测技术改进。通过GPS导航技术改进、ZigBee技术改进、无线传感网络模型改进,完成基于虚拟现实的船舶无线传感技术改进。设计对比实验结果表明,利用改进后技术搭建的船舶,可以有效监测舱室温度,且大幅缩短航行信息无线传感的时间延迟。     

基于编码稀疏表示的船舶航行图像去噪方法

传统船舶航行图像去噪方法在对高光谱压缩编码特征图像处理中,由于算法编码不具备高光谱编码稀疏表示效果,导致分布于高光谱区域空间内的噪声纹理无法滤除,影响图像去噪整体效果。为了有效解决高光谱区域空间内的噪声滤除问题,提出基于编码稀疏表示的船舶航行图像去噪方法研究。首先,对航行图像的高光谱噪声分布区域进行稀疏表示;然后,根据稀疏表示数据,对噪声滤波编码数据进行重组计算;最后,通过重组编码对高光谱区域空间分布的噪声纹理进行滤除,从而完成对基于编码稀疏表示的船舶航行图像去噪方法计算。通过对比实验数据,证明提出方法具有提升图像噪声滤除效果的作用。     

基于计算机视觉的船舶操纵受扰力预测模型

常规船舶操纵受扰力预测模型在高海况预测数据幅值较大的情况下,预测过程引入的误差较大,因此设计一种基于计算机视觉的船舶操纵受扰力预测模型。首先分析船舶水上受力,得到不同坐标系下船舶自由度向量,在一定假设条件下得到船舶受力方程,了解船舶的受力情况后对基于计算机视觉的船舶航行图像的质量进行处理,填充连通图像区域,完成图像形态学处理,提取出与船舶操纵受扰力相关的图像兴趣区域,结合船舶自身的特性,完成船舶操纵受扰力的预测。仿真实验的结果表明,设计的预测模型在高海况不同船舶航行速度下,预测误差均小于常规模型,验证了设计模型的准确度。     

大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用

为了缩短船舶海上航行过程中通信网络安全的预警时间,确保船舶航行的安全性,提出大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用。利用数据采集工具包中的采集函数,设计船舶通信网络安全数据的采集流程,完成船舶通信网络安全数据的采集;基于船舶通信网络安全预警模型的构建过程分析,完成船舶通信网络安全预警模型的建立;最后通过船舶通信网络安全预警流程设计,实现了基于大数据挖掘的船舶通信网络安全的预警。仿真实验结果表明,基于大数据挖掘的预警方法相比基于态势感知的预警方法,发出预警信息的时间更短,具有较高的预警能力。     

无人机倾斜摄影技术在水利工程测量中的应用研究

由于传统水利工程测量应用技术测量高程误差大,高程拟合效果差,为此研究无人机倾斜摄影技术在水利工程测量中的应用。控制激光扇面在水平旋转方向上的夹角大小,并将坐标系进行转换后对测量系统进行标定。计算信号传播路径中的对流层延迟量,消除观测值噪声,得到卫星轨道中的精准数据。运用空三测量的方法完成摄影图像的解析,建立所拍摄工程的三维模型。计算测量图像的边界距离地面水平距离,根据无人机飞行过程中覆盖重叠度,调整摄影的倾斜角度控制曝光,多次重复测量并对数据进行校准完成测量。实验结果表明,所有测量的公共点高程误差均在3 m之内,符合预期标准,能够精确测量高程的变化范围,实现无人机倾斜摄影技术在水利工程测量中的较好应用。     

基于视觉传达技术的船舶图像匹配研究

为准确实现船舶图像匹配,提出基于视觉传达技术的船舶图像匹配方法.考虑人眼的激励感知与抑制感知状态,在脉冲耦合神经网络内添设侧抑制信号等感知函数,实现低对比度的船舶图像增强处理;采用基于灰度差值直方图的特征提取方法判断增强后船舶图像边缘的粗细程度,提取船舶图像边缘特征;选取斯皮尔曼等级相关系数确定原始船舶图像与待匹配船舶...     

基于DSP技术的航行自动化控制系统

针对船舶海上航行受到航行环境和船舶运行情况的影响,加大了船舶航行方向和航行速度的控制误差,为了提高船舶航行的自动化控制精度,提出了基于DSP技术的航行自动化控制系统设计。在硬件设计方面,利用DSP技术设计了复位电路和外围接口电路,对船舶航行自动化控制电路进行了设计,根据船舶航行自动化控制器的工作原理,完成船舶航行自动化控制器的设计,利用船舶航行自动化控制的误差函数,在函数下降方向上,自适应调整自动化控制的权值和阈值,建立了船舶航行自动控制网络模型,结合船舶航行的自动化控制流程,完成系统软件设计,实现船舶航行的自动化控制。实验结果表明,基于DSP技术的航行自动化控制系统不仅可以缩小船舶航行方向的控制误差,还可以缩小速度的控制误差,从而提高了船舶航行的控制精度。     

AR技术下船舶显控界面交互设计

针对当前船舶航行过程中,航行状态界面展示效果不佳,图像模糊的问题作出研究,提出AR技术下船舶显控界面交互设计方法。结合AR技术进行船舶航行状态的三维图像模拟,为保障图像模拟质量,通过改善显控界面设备性能,完善数据处理功能,提高界面显控效果。最后通过实验证实,AR技术下船舶显控界面交互设计方法在实际应用过程中具有更高的清晰度,充分满足研究要求。