基于视频优化技术的舰船导航交互界面设计

针对舰船航行导航需求,设计基于视频优化技术的舰船导航交互界面。利用导航设备单元内的气象仪、GPS、海图等直接获取导航所需数据,同时利用雷达采集器采集雷达扫描视频,将舰船导航所需数据和雷达扫描视频传输到视频优化单元内和人机交互单元内,视频优化单元对雷达扫描视频与气象仪、GPS、海图等数据进行优化融合处理,得到涵盖气象、海图等数据的雷达扫描视频后。将其发送到主控单元内电子海图控制模块内,同时主控单元连接触控显示屏为用户连接人机交互单元,实现电子海图控制、导航定位管理等。实验结果表明,该舰船导航交互界面具备较好的雷达扫描视频生成能力,电子海图背景海图缩放功能等,应用效果较佳。     

大密度舰船电子海图中数据快速检索方法研究

为了提高舰船导航和定位能力,需要对大密度的舰船电子海图数据进行快速准确检索,针对舰船电子海图数据分布密度大、散列性较强的特点,提出基于自相关特征匹配和模糊C均值聚类的大密度舰船电子海图中数据快速检索方法。采用有向图和决策树构建舰船电子海图数据库的检索节点分布结构模型,提取舰船电子海图数据的语义关联性和规则性特征,采用自相关特征匹配方法对检索数据进行指向性挖掘和信息融合处理,对挖掘的关联数据进行模糊C均值聚类,实现对大密度舰船电子海图数据的分类检索。仿真结果表明,采用该方法进行大密度舰船电子海图中数据检索的收敛速度较快,提高数据检索的查准率和查全率,检索效率和准确性较高。     

基于S-57标准的电子海图显示平台设计研究

随着计算机技术的不断发展,在船舶导航领域,电子海图技术的应用越来越广泛,并逐渐取代传统的纸质地图。电子海图与地理信息系统相结合,能够为舰船提供精确的定位信息和导航信息,同时也能提供信息查询、存储等功能。S-57数据标准是电子海图的关键标准,本文首先介绍电子海图显示平台的基本组成,然后针对S-57数据标准的数据模型和拓扑结构进行分析,重点介绍电子海图显示平台中地理位置信息的坐标转换和船舶航迹信息的查询等功能,对于改善传统的电子海图显示平台有重要的意义。     

基于人机交互技术的舰船智能导航系统设计方法

构建舰船智能导航系统,结合海图电子化分析提高导航控制能力,提出基于人机交互技术的舰船智能导航系统设计方法。采用地图投影计算方法进行舰船智能导航的GIS信息加载,结合海图静态水深测量以及航线分支调度方法进行舰船导航过程中的动态信息交互,结合地理约束机制和视觉约束机制,通过量化均衡控制和航海视觉监测,实现对舰船智能导航的人机交互设计。测试表明,采用该方法进行舰船智能导航的人机交互性较好,信息动态加载能力较强,视觉效果较好。     

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。     

舰船电子海图显示界面视觉交互设计方法

为了实时获取舰船电子海图认知性信息,提高舰船电子海图显示界面可用性,提出一种新的舰船电子海图显示界面视觉交互设计方法。选择Axure RP进行舰船电子海图显示界面视觉交互设计,包括浮动窗口、子菜单栏以及主界面,设置3种色彩模式,分别为白天模式、夜晚模式、黄昏模式。以系统界面变化特点与用户操作方式为依据,分类舰船电子海图显示界面视觉交互动作,完成舰船电子海图显示界面视觉交互设计。测试结果表明,该设计方法的可用性较好、认知效率较高、认知理解的难度较小,电子海图显示界面视觉交互效果得到保证。     

多网络融合条件下的舰船组合导航系统开发

船舶为了能够在大海上精确的定位,船舶的导航定位系统一定要能够提供舰船的准确可靠的位置、速度以及姿态等重要信息,因此舰船的导航系统的精度和可靠性是重要的衡量指标。多网络融合的组合导航系统有着很多的导航定位传感模块,这些模块构成了一个完整的导航定位系统,极大的提高了舰船导航的定位精度。本文立足于多网络的组合导航定位系统,分析了多网络融合技术的基本原理及结构;研究了组合导航系统的特点及基本组成;最后总结了常用的几种导航定位系统和数据处理方法。这对我国未来组合导航系统的开发起着指导作用。     

激光雷达和单目视觉船舶智能导航系统

以为船舶提供定位服务、障碍物检测和避障航迹规划服务为目的,设计基于激光雷达和单目视觉的船舶智能导航系统。系统船载子系统中,由卫星信号接收机接收卫星信号,定位船舶位置后,障碍物检测单元使用单目视觉传感器、激光雷达,检测船舶周围的障碍物信息和距离信息,通过CAN总线网络将2种信息传输至地面监控子系统。监控端把获取的信息和电子海图相匹配,标识船舶坐标信息,使用基于激光雷达的障碍目标测距方法完成障碍物测距,结合已知定位信息与障碍物距离信息,设计船舶航行指令,由CAN总线网络发送至船载子系统的航行控制单元,驱动航迹控制器控制船舶航行,完成船舶智能导航。仿真实验表明,此系统可实现船舶智能导航,导航应用时可保证船舶不与动态障碍物碰撞。     

一种新型的电子海图显示系统开发方案

在分析国外一些成熟的ECDIS系统和先进的GIS系统基础上，提出了一种新的开发电子海图显示系统的方案，并按照这一方案开发了可以作为舰船导航信息综合显示平台的电子海图显示系统。     

基于虚拟现实的舰船电子沙盘交互系统

为了实现对舰船电子沙盘交互设计,提出基于虚拟现实的舰船电子沙盘交互系统设计方法。采用Vega Prime构建舰船电子沙盘交互系统的底层数据处理平台,系统分为图像处理模块、数据交互模块、Lynx Prime图形界面控制模块,通过接口访问控制的方法实现对舰船电子沙盘交互视景渲染控制。采用多线程调度和场景融合控制方法实现对舰船电子沙盘交互的图像融合处理,基于虚拟现实的视景仿真技术实现对舰船电子沙盘交互。测试可知,该系统的视景交互能力较好,视景展示能力较强,交互的信号检测和参数估计能力较强。