数据融合技术在海图作业标绘台的应用

论文将数据融合技术用于海图作业标绘台的设计，解决了海图作业标绘台实时标绘本舰和多目标航迹从而进行态势估计。文中对海图作业标绘台发展状况进行了简单介绍，并介绍了数据融合技术的应用背景、常用算法及研究内容．设计了相关模型，并具体论述了多目标检测和多目标跟踪技术在海图作业标绘台中应用。     

蚁群算法在船舶路径优化仿真中的应用

随着航运业的发展,海上物流的经济性成为各国需要考虑的重要因素之一,对各港口的船舶进行路径优化成为现代航运业的重要研究方向。同时,船舶的路径优化朝着智能化方向发展。蚁群算法是解决路径优化问题最常用的算法,但是其求解结果往往陷入了局部最优解,在海上船舶路径规划中具有局限性。本文研究传统路径优化中的蚁群算法,针对海上船舶航行特点,对蚁群算法中的信息素更新策略及搜索区域机制进行改进,提高算法的效率。     

雷达标绘训练与自动评估系统设计

针对现有雷达标绘评估不能完全做到无纸化、全自动化的问题,利用WPF开发框架及C#语言设计一种新型雷达标绘训练与自动评估系统。该系统主要包括设备仿真子系统、试题子系统、评估子系统。设备仿真子系统提出雷达标绘作业元素化技术,可实现对雷达设备和雷达标绘作业的仿真;试题子系统制定评估试题,题型做到了对雷达标绘评估纲要全覆盖;评估子系统借助于标绘作业元素化技术提出了一种对雷达标绘过程评估的自动评估算法。测试表明,该系统完全满足雷达标绘的训练与自动评估需求,可实现雷达标绘评估的全自动化、无纸化。     

船舶自动航行中的多目标遗传算法应用

船舶自动航行是未来航海领域重要的关键技术,算法通过对船舶航行目标及安全水域的分析,自动的寻找船舶航行最佳路径,属于路径规划研究一类。标准遗传算法通过对遗传物质基因的继承和映射,来寻找自然进化过程中的最优解,也是解决路径规划类问题的重要方法,但是其最优解往往会陷入局部最优,需要进行优化。本文研究海上自动航行中的路径匹配模型,利用多目标遗传算法给出船舶路径规划图解决方法,并对算法进行仿真。     

基于改进差分进化算法的船舶曲面分段车间调度

为有效提升船舶曲面分段车间的加工效率,解决已有算法存在的易陷入局部最优解和初始解质量低的问题,提出一种改进的差分进化算法,对曲面分段调度问题进行求解。以最小化完工时间和最小化班组间负荷差距为目标,建立该曲面分段调度问题的双目标数学模型,并采用改进的差分进化算法对该问题进行求解。该改进差分进化算法将全局搜索策略与局部搜索策略相结合,能提升初始解的质量,并加快收敛速度。使用某船厂的实际数据对该算法进行有效性验证,结果表明,该算法能有效求解船舶曲面分段调度问题,能更好地提升船舶曲面分段制造调度作业效率。     

激光探测与测量视觉技术在堆取料机全自动控制中的应用

针对散货料场堆取料机人工操作堆取作业随意性大、精度差、效率低等现状,设计了一种堆取料机全自动控制系统。该系统基于激光雷达(Lidar)机器视觉技术,通过3D激光扫描仪实时获取料堆形状的点云数据,并完成对目标料堆的在线实时建模,最后控制堆取料机完成自动作业;提出了一种基于视觉图像处理算法的作业路径规划算法,通过实时提前预测作业轨迹来指导堆取料机自动作业。实践表明该控制系统提高了设备的作业效率,降低了作业成本。     

基于RRTConCon算法的船舶装配拆卸高斯采样路径规划

船舶舱室内的零部件在进行装配拆卸时,需要依据正确可行的路径进出装配体,通常采用路径规划的方法确定拆装路径。针对RRTConCon算法是采用随机采样的方法选取位姿点,在解决船舶舱室内狭窄通道的路径规划上效率不高的问题,提出了一种基于高斯采样的RRTConCon算法(RRTGaussion),采用高斯分布函数进行分区采样:在大的开阔区域设置较少的采样点,在复杂区域或狭窄通道设置较多的采样点,然后进行局部规划,找出拆装路径。通过在虚拟环境中对该算法进行仿真验证,结果表明,该算法在解决船舶舱室中狭窄通道的路径规划问题上效率高于RRTConCon算法。     

基于高精地图的自动化码头ART动态路径规划研究

针对自动化集装箱码头ART路径规划问题，在分析运输车辆运动学特性的基础上，提出一种基于动态高精地图的自动化码头ART动态路径规划方法，通过高精地图实时存储和更新港区道路信息，利用北斗卫星定位技术精准获取ART位置，设计A-star算法为ART规划全局最优作业路径，结合局部精细化引导和单车执行控制策略完成ART转弯和避障等动作，为作业过程中ART规划出最优行驶路径。与现有技术相比，该方法根据道路实际情况动态调整线路，可缩短运输行车时间，提高水平运输效率。     

MMAS在带时间窗的车辆路线问题中的应用

针对基本蚁群优化算法在物流配送路径优化应用过程中存在的问题,主要是由信息素全局和局部更新策略而导致车辆选择路径时容易陷入局部最优解的现象,本文详细研究了蚁群算法的改进算法,即最大最小蚁群算法;并引入信息素平滑机制来提升算法的路径探索能力,实现此组合优化理论在带时间窗的车辆路径问题中的应用.     

基于改进型A*-蚁群混合算法的USV航迹规划

针对高密度复杂环境下的无人水面航行器(USV)航迹规划问题,将A*算法和蚁群算法相结合,提出一种改进型A*-蚁群混合算法。本算法结合A*算法在低密度环境区域航路规划的优势性,同时,当遇到高密度环境区域时引入蚁群算法提高局部规划能力,在传统蚁群算法基础上,改进了信息素的更新模型,增强了可行路径中最优路径的信息浓度,减弱了最差路径的信息浓度,并通过调整信息素浓度总和比例,增强算法的寻优能力。该方法能够有效地平衡全局和局部规划,提高在复杂环境下的USV航迹规划能力。通过仿真,验证了在复杂环境下该算法的有效性和优越性。     

船舶航迹标绘仪中的海图坐标投影及误差分析

船舶航迹标绘仪取代了人工海图标绘作业,提高了舰船作业的自动化和信息化程度。由于海图坐标投影算法影响了航迹标绘仪的绘图精度,通过对墨卡托海图坐标正算过程产生的误差在理论上进行的分析,推导了两点间经、纬度差的极限公式,在仿真实验中提出了经、纬度分段计算方法。通过对算法的改进,大大提高了航迹标绘作业的精度。     

The real-time display algorithm of objects in seabed

Three-dimension electronic chart display information system (ECDIS) is one of the new developing directions of electronic navigation chart, and its real-time quality is one of the important requirements. In this paper the algorithm of simplifying triangle surface using edge contraction, which can ensure the real-time display of objects in seabed environment, was put forward. The optimum contraction point was determined by the Lagrange matrix, so that the algorithm ensures that the contraction point locates on the original model, meanwhile meets the demands of least deviation. This algorithm can improve the plotting speed, and preserve the boundary character by using the fewer triangles to simulate objects.     

点集局部处处为凸的外包线自动生成

在海岸工程的数学模型中,原始地形数据一般表现为一系列平面点的坐标,而在数学建模过程中往往需要根据该点集(坐标)人工给定模拟区域的边界。可根据事先设定的搜索点数得到点集的外包线,不同的搜索点数可以得到不同的外包线。一般说来,随着搜索点数的增加,外包线内的面积也不断增大,直到得到该区域的凸包(该凸包一般不是所要寻找的)。外包线内的面积与凸包的面积比值,定义为该外包线的凸度。为了减少手工工作的劳动量,提出了一个根据给定点集,自动寻找其合适外包线的算法。同时给出了外包线的调整算法,使得寻找到的外包线更加贴近初始给定的情形。最后应用该程序对渤海区域边界点数据进行了边界寻找,效果良好。     

Multiple USV cooperative algorithm method for hunting intelligent escaped targets北大核心CSCD

[目的]针对无人艇协同围捕过程中逃跑目标具备智能性,现有无人艇策略难以围捕成功的问题,提出一种基于双层切换策略的多无人艇协同围捕算法。[方法]第1层围捕策略采用改进势点法,以无人艇与势点的总直线距离最小为优化目标,采用匈牙利算法为无人艇动态分配势点,并采用人工势场法实现无人艇的协同避碰;第2层围捕策略利用了阿波罗尼奥斯圆的性质,在两艘无人艇前往逃跑目标的目标点进行拦截,剩余无人艇运动方向保持与逃跑目标相同,以不断缩紧包围区域;为应对逃跑目标不同的逃跑方式,第1层围捕策略和第2层围捕策略可互相转化。[结果]仿真实验表明,该算法相较于顺序分配势点算法和极角分配势点算法,围捕时间更少或持平,证明了该算法的有效性和先进性。[结论]该多无人艇协同双层围捕算法,对具备典型智能性的逃跑目标具有围捕效果。     

改进的亚像素级快速角点检测算法

针对采用手工选择特征点能够保证特征点的均匀分布,但是自动化程度低而且耗时的问题,提出一种自动获取亚像素角点的新算法.该方法采用一种由粗到精的多层次检测策略,先采用SUSAN算法对角点粗定位,在此基础上用Forstner算子对角点精确定位.实验证明：文中的算法不仅保证SUSAN算法的灵活性和Forstner算子的亚像素级精度,而且速度快,并且对噪声具有鲁棒性.特征点的选择过程无须人工干预,完全自动化.算法克服了手工选择特征点耗时及自动化程度低的问题,而且能提取某些特殊性质的角点,具有自动自适应检测性能和较强的实用性.     

实地测试WAAS最新海图测绘系统

两款分别来自Maptech和Garmin公司的新型海图测绘系统问世．其中配置了最新的集成系统,极大地提升了它们作为WAAS产品的性能。[编者按]     

雷达图像与电子海图的实时匹配算法及其计算机实现

本文针对已抽取海岸边缘特征并二值化的电子海图和已进行任意实数倍缩小变换至海图比累积误差代替门限序列的粗精搜索间隔采样快速实时匹配。通过计算机仿真，证明该算法简便易行、精度较高、实时性好。     

无人机任务规划方法研究

进行无人机任务规划是为了更好地实现无人机作战效能，总体来说，无人机任务规划主要是找出一条最优飞行航线，最大限度地发挥无人机的作用。通过分析任务规划的基本流程，提出基于地形分析的航线规划算法，并且结合任务特点，进行航线规划方法研究，着重考虑了地图的选用，地图信息的标绘和航线调整的时机与方法，丰富了任务规划的内容，提高了任务规划的实践指导性。     

基于航向成形算法的船舶转向控制设计

为了更加安全、平稳的控制船舶转向操作,文章基于最优船舶转向操作的思想,提出了一种航向成形算法。给定航向ψd,经航向成形算法后变成理想转向参考信号rψ,并作为控制系统的参考航向。该方法设计简单,易于实现,而且可以根据操作的需要,选择不同的转向速度。仿真结果显示基于该航向成形方法的控制,船舶转向过程平稳,无超调现象。