AR技术下船舶导航系统交互界面设计

为充分利用AR技术优势设计船舶导航系统交互界面,合理展示船舶航行环境以及航行路线,确保船舶航行安全,提出AR技术下船舶导航系统交互界面设计方法。合理设计船舶导航系统交互界面架构,有效采集与预处理船舶航行环境信息,利用AR技术构建船舶航行环境三维虚拟模型,经法线贴图,凸显模型表面的细小轮廓特征后,使用改进插值算法完成模型渲染,增强模型高光效果,提升船舶航行环境以及航行路线可视化效果。实验结果表明,应用该方法能够设计出效果较好的船舶导航系统交互界面,导航效果理想,可确保船舶安全稳定航行。     

商船三井升级AR导航系统

商船三井(MOL)船公司宣布对增强现实(AR)导航系统进行升级,这使该系统能够自动显示有关船舶可安全航行的深海区域和可能造成风险的较浅区域之间的边界。以前,需要通过手动设定来显示浅水区域,但这次升级允许以红色、黄色或橙色自动全时地显示安全轮廓,以支持驾驶员视觉感知。用户可设置任意的颜色,他们可很容易嗅到风险。     

基于增强现实技术的船舶智能导航系统

增强现实技术AR是在计算机技术和虚拟现实技术VR的基础上发展而来的,增强现实技术利用计算机的渲染功能和传感器融合技术,以增强用户对现实世界的感知。船舶导航系统是船舶的关键组成,具有导航与通信等功能,本文基于增强现实技术对船舶导航系统进行优化,设计一种船舶智能导航系统,并重点介绍了智能导航系统的增强现实技术、数据库技术等内容。     

基于AR-EMD方法的扩展非平稳船舶运动极短期预报AR模型（英文）

准确的极短期预报技术能够提高对船舶摇荡运动敏感的海洋特种作业安全性和效率。自回归(auto-regressive,AR)预报模型由于其自适应性强、计算效率高而被广泛应用于船舶运动的极短期预报研究。但该模型基于平稳随机假设,因而在非平稳船舶运动的极短期预报中存在困难。针对非平稳船舶运动极短期预报,文章提出一种基于AR-EMD方法的扩展AR模型,称为EMD-AR预报模型。其中,AR-EMD方法是指在经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的过程中,采用AR预报的方法处理端点效应问题。EMD-AR预报模型将非平稳信号分解成若干平稳的固有模态函数分量及余项,然后对各个分量分别用AR模型预报,得到最终的预报结果,以此克服非平稳性对AR预报模型的影响。研究基于船舶试验数据将EMD-AR模型与线性AR模型、非线性支持向量机回归(support vector regression,SVR)预报模型进行对比分析,结果表明,AR-EMD方法能够有效处理船舶运动非平稳性对AR预报模型的影响,提高该模型的预报精度,且EMD-AR模型预报性能较线性AR模型和非线性SVR模型更优。     

大尺度欠驱动高速AUV导航系统研制

[目的]针对某新型大尺度欠驱动高速自主式水下机器人(AUV)导航系统的研制,[方法]详细介绍AUV导航系统的硬件组成及软件构架,构建基于VxWorks实时嵌入式操作系统的AUV组合导航系统。考虑到高速AUV导航系统的非线性特征及容错性要求,将无迹卡尔曼滤波(UKF)技术用于联邦滤波器,设计基于UKF的联邦卡尔曼滤波器,并对导航系统的二维平面模型进行数值仿真。[结果]结果表明,联邦无迹卡尔曼滤波器相比传统的卡尔曼滤波方法能够获得更高的精度和更好的鲁棒性;半实物仿真联调试验、水池试验、湖上试验及艇载试验充分验证了导航系统的实时性和可靠性,[结论]证明该系统能够满足AUV航行任务的需要。     

海图自动标示仪

美国波的确(Bowditch Navigator)航海设备公司近来研制的MK型海图自动标示仪,能自动连续地标示出即时的船位。该仪器有五种可供选择的工作方式,即航位推测法、台卡导航系统、劳兰导航系统、奥米茄导航系统和卫星导航系统。后四种工作方式均直接从各自的接受装置中获取船位信息,而选用航位推测法时,既可在预置一定航向、航速数据的情况下进行自动操作。     

基于格型递归最小二乘算法的船舶运动极短期预报

在最小二乘方法(RLS,recursive least square)的基础上,提出利用格型递归最小二乘(LRLS,lattice recursive least square)算法对AR模型参数进行自适应估计.该算法为模块式的多极格型结构,降低了一般RLS算法的计算复杂度.利用实测的动态数据结合AIC准则建立自适应AR预报模型,并将该模型应用于船舶运动预报中,仿真结果表明,相对于最小二乘算法,基于LRLS算法的AR预报模型可有效提高船舶运动预报精度.     

MIMU/GPS/磁传感器组合导航系统信号处理

针对MIMU/GPS/磁传感器组合导航系统,进行了GPS信号调理、MEMS陀螺仪降噪以及磁传感器误差补偿研究。用双线性趋势外推法与MIMU陀螺仪信息对GPS信号进行处理,用AR（3）误差模型对MEMS陀螺仪去噪建模,用旋转标定方法对磁传感器进行误差补偿。通过对自行研制的MIMU/GPS/磁传感器组合导航系统与高精度组合导航系统的室外跑车比对试验,验证了上述信号处理及误差补偿方法的有效性。     

基于灰色自回归模型的船舶流量预测方法

结合灰色模型和自回归AR(p)模型,提出两种模型组合的灰色自回归模型,根据实际的船舶交通流量数据,分别运用灰色模型、自回归AR(p)模型和灰色自回归模型,对某港口船舶交通流量的进行预测,通过计算和Matlab仿真,结果表明灰色自回归模型预测精度较高,证明了该模型的可行性。     

波浪运动补偿平台广义升沉位移的实时预报

具有波浪运动补偿功能的稳定平台可有效减少船舶在风浪中的摇摆和升沉运动对某些海上作业和设备的影响.为了有效地进行波浪运动补偿,需要对该平台的广义升沉位移(横摇、纵摇以及升沉的耦合作用结果)进行极短时预报.本文采用时间序列分析理论中的自回归(AR)模型作为预报模型,对波浪运动补偿平台的广义升沉位移进行极短时预报.在以往的研究中,通常采用递推最小二乘法AR模型进行在线参数估计.但是采用递推最小二乘法进行参数估计容易引起参数爆发,从而影响AR模型的稳定性.针对该问题,本文采用阻尼递推最小二乘法对AR模型进行在线参数估计,并结合实验获得的平台控制点的广义升沉位移数据进行实时建模预报.仿真结果表明,采用阻尼递推最小二乘法进行参数估计能抑制参数爆发,并能提高AR模型实时预报精度.     

一种船舶导航系统监测装置的设计与研究

随着船舶全球航行区域的快速扩大,其面临的水域环境也日益复杂,而船舶导航系统作为整个航行过程中的控制核心,对船舶安全航行起到决定性的作用。目前的船舶导航系统一般都采用信息化的集中管理方式运作,基本实现了整个系统的自动化智能化航行数据处理。通过采用各种合理的网络结构,船舶的导航系统也正面临着复杂度不断上升,稳定性下降的问题,因此对船舶导航系统的有效监测变得非常迫切。本文首先介绍船舶导航系统的监测需求,然后提出一种监测装置的结构设计,并给出设计框图,基本满足导航监测系统的各项要求,有效地保证系统能够稳定高效运行。     

增强现实技术在船舶导助航领域的应用

为解决传统船舶导助航领域的难题,介绍增强现实技术(Augmented Reality,AR)的特点和应用及发展趋势,分析传统船舶导助航技术的现状和缺陷。在此基础上对AR技术在提升船舶导助航方面进行设想及分析,并提出其在船舶导助航应用上需解决的一些关键技术。     

韩国试航全自主船,下半年还有大动作

正韩国现代重工(HHI)进行了一艘全自主游船的试航行,该船在狭窄的10公里长的浦项运河中航行。现代重工通过其新建立的专门从事自主航行技术的公司Avikus展示了船舶从出发和航行到返回和停靠的所有阶段的完全自主导航。本次展示使用了一艘12座游船进行。据该公司称,智能导航辅助系统(Hi NAS)基于增强现实(AR)和智能停泊辅助系统(Hi BAS)自动识别物体和路线,以提醒碰撞风险。     

卫星导航系统的新进展及其在舰船上的应用

介绍了全球卫星系统(GNSS)的一些相关知识,简述了GPS、GIDNASS、伽利略(Galileo)系统和我国双星定位系统的发展与现状,讨论了卫星导航系统在舰船实时监测和舰艇导航系统中的应用及前景。     

四大导航系统在舰船作战系统中的应用

军事舰船在海上执行任务时,为了获取侦测目标的准确信息,需要借助导航系统实现航行线路的规划和目标的定位。本文介绍了全球范围内最为常用的4种导航系统:GPS导航系统、北斗卫星导航系统、伽利略导航系统和格洛纳斯(GLONASS)全球卫星导航系统,重点介绍了北斗卫星导航系统和GPS导航系统的原理,并基于成熟的导航技术,研究了舰船作战系统中导航系统的信息融合问题,开发了一种基于卡尔曼滤波算法的舰船组合导航系统的信息融合技术。试验表明,本文研究了舰船作战系统的导航信息融合技术可以提升侦察目标的准确度,提升作战水平。     

船舶室内导航中的惯性传感器算法仿真

随着航运业的发展,复杂的内部结构对船舶上的日常工作以及应急反应的要求变高。目前采用的一些导航算法存在精度低、误更新等问题。为了有效解决问题,本文首先对船舶步行导航系统的特征进行介绍,对行人步行导航系统中的惯性导航算法进行相应简化;然后,设计基于船舶室内导航系统简要技术架构并给出改进的导航算法,以此来实现对船舶上导航系统中的惯性导航算法的误差进行补偿。其后仿真结果表明,该算法可解决传统零速更新算法中存在的误更新问题,将其运用在船舶室内导航系统中,能够提升船舶应急反应能力以及位置服务的要求。     

基于AR模型的水下目标检测方法

本文提出了一种基于AR模型的水下目标检测方法。该方法对预先获得的环境噪声信号建立AR模型并求解其参数,对采集到的可疑信号以相同的阶数建立AR模型并求其参数。通过比较噪声模型系数和被测目标信号模型系数的差异来判断是否有目标存在。用该方法对模拟舰船信号、舰船模型信号和海试实测数据进行了分析并与能量检测器的结果进行了比较,结果表明该方法与能量检测器的性能相差不大,可以在较低的信噪比下检测出目标信号。     

全球定位系统(GPS)

美国国防部正在研制的 GPS(全球定位系统)是一个卫星无线电导航系统。该系统可不间断地在任何气象条件下从地球任何一个区域为航海、航空和陆地提供定位服务。虽然有些用于军事目的的卫星信号将被译成密码,并按上最先进的保护装置以消除信号干扰,但另有一些卫星将被用于民用导航。GPS 一旦投入使用,它将成为有选择的无线电导航系统。该系统的独特优点在于它提供的信号准     

基于自适应滤波器的AUV组合导航系统研究

为满足自主式水下航行器(AUV)应对水下复杂环境和水下高精度导航的需求,提出了捷联式惯性导航系统(SINS)、多普勒计程仪(DVL)、磁罗经导航系统(MCP)和地形辅助导航系统(TAN)的水下组合导航系统方案,设计了一种基于BP神经网络的自适应滤波算法,建立了卡尔曼滤波器的线性滤波方程和导航传感器的量测方程,根据数学模型进行仿真实验。仿真结果表明,导航传感器和基于神经网络的自适应滤波技术的应用大大提高了AUV的导航精度和自适应能力。     

基于短时AR谱分析的柴油机气阀漏气的故障诊断

通过对传统的短时Fourier变换进行改造,在短时Fourier变换的计算中利用自回归(AR)谱估计代替离散Fourier变换(DFT),得到了一种基于AR谱估计的短时AR谱分析方法.短时AR谱分析方法能够较好地给出柴油机缸盖振动信号的时频分布表示,提高了气阀漏气故障诊断的准确性.