基于CAN总线的船舶声呐数据采集系统研究

船舶的声呐系统是获取水下信息的重要途径,在海洋资源勘测、军事侦察和目标追踪等领域有广泛的应用,尤其在军事潜艇中,声呐系统可以获取敌军舰艇的准确信息。由于船舶的声呐系统运行时容易受海浪等外界环境的干扰,导致声呐数据采集的精度降低,影响船舶的勘测能力,因此,研究性能良好的船舶声呐数据采集系统具有重要意义。本文基于CAN数据总线技术和自动化控制技术,设计和开发一种新型的船舶声呐数据采集系统,并对该系统的硬件结构和软件程序进行详细介绍。     

自适应抵消技术船舶综合声呐系统

船舶声呐系统利用水下的声波传播原理,可以进行水下探测、船舶通信和定位等,尤其在现代海上军事舰船的作战任务中,能发挥重要的敌军潜艇、舰船检测功能。由于特殊的水下工作环境,舰船声呐系统在采集声波信号时往往含有大量的噪声信息,影响声呐系统的信号精度。本文研究的主要内容是船舶声呐系统的噪声控制,采用自适应抵消技术和自适应滤波器技术,设计新型的船舶综合声呐系统,并对该系统的工作原理和工作流程进行了详细介绍。     

基于ARM的船舶控制室防火监测终端系统研究

进入21世纪以来,船舶火灾事故的数量逐年增加。船舶控制室中包括大量的自动化电气设备,对控制室进行防火监测具有非常重要的意义。对船舶控制室火灾的原因进行简要分析,在此基础上本文提出一种基于ARM11的船舶控制室防火监测终端系统,采用嵌入式Linux系统,设计了监测终端的整体结构,对系统的各个模块功能进行分析,最后给出了Linux任务处理流程,可以解决系统需要同时处理多个任务的情况。本文设计的系统成本低、体积小、可扩展性强、实时性好。     

基于无线以太网的柴油-LNG双燃料动力船舶安全监控技术研究

传统使用柴油的船舶在航行过程中给大气造成了极大污染,液化天然气是一种较为清洁的能源,近年来柴油-LNG双燃料动力船舶得到广泛发展,使用LNG和柴油混合动力能够减少污染,并极大降低船舶运输成本。本文对柴油-LNG双燃料动力船舶存在的安全进行详细分析,提出一种基于以太网—安全监控节点的系统解决方案,重点设计了安全监控节点的A/D转换部分。系统能够实现对甲烷泄露和火灾的监控,安全监控节点体积小,成本低。     

激光测距技术的船舶避障研究

船舶在海上航行时,影响航行安全的障碍物主要有礁石、桥墩以及航线上其他船舶等。为了提高船舶航行安全,降低碰撞事故发生的几率,进行船舶航行的避障技术研究有重要的价值。本文介绍一种脉冲式激光测距技术,基于该技术开发舰船的避障系统,并重点设计了激光测距船舶避障系统的信号电路。     

虚拟现实技术在自主水下机器人避障模拟中的应用

当前研发的自主水下机器人避障数据获取难度较大,导致避障精准度降低,因此研究了虚拟现实技术在自主水下机器人避障模拟中的应用。采用声呐探测技术对不同水域的水下环境数据进行采集,通过虚拟现实技术将采集的声呐数据转换为三维场景。利用SOV视觉算法对三维场景避障数据进行分析与计算,根据分析结果对自主水下机器人避障算法进行修正,从而完成自主水下机器人避障模拟。通过仿真实验,采用传统避障方法与提出模拟方法进行避障精准度测试,通过数据证明提出研究的有效性。     

船舶海上事故避障路线自导方法研究

传统避障路线方法只能躲避比较明显的故障物,对于小型故障物或是静态故障物躲避能力较差。针对这一问题,研究了一种新的船舶海上事故避障路线自导方法,首先对海上故障信息进行确认,获取障碍信息,然后确定躲避障碍的方向,最后进行多次细化。为检验方法可靠性,与传统避障路线方法进行对比,结果表明,本文船舶海上事故避障路线自导方法不仅能够躲避明显的故障物,同时能够躲避小型故障物和静态故障物,使船舶航行的安全风险大大降低。     

声呐系统的高分辨率多波束成像技术

尽管海洋矿产资源储量非常丰富,但是海底矿产探测和开采还有一定的难度,船舶声呐系统是借助声波信号和成像技术,对海底地形、障碍物等进行探测的一种方式,无论是民用领域还是工业领域都有广泛的应用。本文研究的侧重点是高分辨率声呐系统的多波束成像技术,重点研究高分辨率声呐系统的基阵信号,以及声波的多线程DSP处理技术,并设计一种针对多波束成像技术的高分辨率声呐系统。     

复杂动态环境下船舶操纵系统避障自适应控制方法

为使船舶方向舵角与航向角之间物理夹角与航迹转向角数值变化趋势保持一致,实现船舶精准避障,提出复杂动态环境下的船舶操纵系统避障自适应控制方法。根据船舶避障过程,规划待通过的船体安全行进路线,完成复杂动态环境下的船舶操纵系统避障轨迹建模。建立船舶操纵运动方程式,根据运动坐标值的自适应转换原理,实现对船舶避障轨迹的精准控制。实验结果表明,自适应避障方法可将方向舵角和航向角的夹角与航迹转向角间的最大差值控制在10°以内,符合准确避障的船舶航行需求。     

基于变频技术的泵阀联控船舶液压舵机系统

变频液压泵控舵机系统具有能耗低、寿命长和噪音小的优势,但动态响应慢,不能适应现代船舶快速操纵的要求;而阀控系统响应快,但效率不高。对此,提出泵阀联合控制的变频液压舵机系统。该系统较好地发挥了泵控与阀控两个系统的优势,能达到节能、可靠和响应快的性能要求。