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。     

基于单波束声呐的航道水深测量无人船设计与应用

针对航道水深检测需求,设计了一种基于单波束声呐的实时在线航道水深测量无人船。采用差分GPS和姿态仪采集船舶位置与姿态,自主控制船舶抵达测量点。通过阈值法对单波束声呐图像进行处理,得到航道水深。本套测量系统具有误差小、效率高、测量实时性好的优点。实验结果表明,设计的无人船水深测量系统运行稳定,方便安装,测量精度高,人机交互界面良好,能够准确地传送数据,具有较高的应用价值。     

大数据挖掘算法无人船信息管理系统

针对传统的无人船信息管理系统中,由数据爆炸导致的系统通信稳定性差的问题,提出基于大数据挖掘算法的无人船信息管理系统设计。在硬件设计上,使用驱动网卡辅助系统接入网络,为无人船信息数据的发送与接收提供硬件支撑;在软件设计上,利用数据挖掘算法聚类处理网络节点的数据包,结合节点状态的时变特性,分析信息数据,便于对不同类型数据的管理与调度。实验结果表明:设计的基于大数据挖掘算法的无人船信息管理系统节点通信正常,节点之间丢包率低,与传统的信息管理系统相比,该系统的通信更加稳定。     

基于时序数据库的无人船信息管理系统设计与性能测试

[目的]近年来,无人船技术及产业发展迅速,装备应用前景广阔。解决长航时无人船海量信息管理问题的需求日益迫切。[方法]针对无人船电子信息系统中6种类型数据的特点,构建基于时序数据库的无人船信息管理系统拓扑及数据流动模型,并设计一套适用于无人船信息管理系统的性能测试方法。[结果]经测试表明,该无人船信息管理系统能够满足无人船运行对信息管理的需求,且相比于传统关系型数据库,其压缩性能提高约10%,检索及聚合分析性能更为优异,具有较高的通用性。[结论]该系统为解决长航时无人船信息存储与通信传输难题提供了良好的解决方法。     

多层分布式处理技术在主机遥控系统中的应用

在参考多层分布式处理模式的基础上,从人机交互、数据解析、模块化处理、网络通讯等层面针对船用柴油主机提出了一种新的主机遥控系统设计方法。该系统由操纵权限控制单元、主机起动单元、主机调速单元、主机转速与负荷限制单元、主机安全保护单元等分布式处理模块组成,彼此在已构建的多层分布式处理单元之间通过双冗余CAN网络进行数据交互。系统采用液晶化软件界面及按钮指示灯阵列为主要的人机交互方式,在轮机自动化实训平台上进行了在线调试,验证了本文所提出的系统框架和设计方法的合理性及有效性。     

无人船远程遥控系统运行状态实时在线监测方法

为保障无人船顺利执行勘测、投放等任务,提出无人船远程遥控系统运行状态实时在线监测方法。该方法利用感知层内温度传感器、气体传感器、柴油机监测仪、姿态传感器等采集无人船远程遥控系统运行状态实时数据后,通过感知节点控制器与网络层感知节点控制器连接,将无人船远程遥控系统运行状态实时数据传输到ZigBee网络内,再通过该网络将其传输到运算层内,使用运行状态监测模块和异常预警模块获得无人船远程遥控系统运行状态实时在线监测结果与异常结果,并将结果传输到应用层内,应用层通过可视化监测、异常预警展示等模块实现用户的人机交互。实验表明：该方法不仅可有效检测无人船远程操控系统的运行状态,还可对异常状态进行预警,且监测与预警的实时性较好。     

嵌入式船舶分油机控制系统的设计

针对船舶分油机控制系统中存在的实时性较差、人机交互单元不够友好等问题,设计一种以嵌入式微处理器S3C2440芯片为CPU,以Linux嵌入式系统为实时操作系统,采用触摸屏作为人机交互界面的嵌入式船舶分油机控制系统。人机交互界面在跨平台编程软件Qt下开发完成,具有操作简单方便、参数及报警信息显示直观等优点。     

基于物联网技术的无人船智能航行控制系统设计与实现

随着智能时代的来临,船舶的智能化、无人化逐渐成为工业界和学术界的关注重点,无人船(Unmanned Surface Vessel,USV)也随之应运而生。基于物联网技术,设计并实现了无人船智能航行控制的演示验证系统,该系统以STM32为主控核心;采用窄带物联网NB-Io T技术和AIS构建船-岸通信链路;采用多种传感器实现船舶自身和环境信息的智能感知;提出一种基于响应式禁忌搜索的PID参数自适应整定航迹控制算法,实现无人船的路径跟随功能;基于Android平台开发岸基支持中心显控软件,实现无人船远程操控、监测和数据共享功能。最后通过真实环境试验验证了系统设计的可行性和航迹控制算法的有效性。     

基于混合遗传算法的无人船自动航向控制方法

本文针对无人船航向控制提出了基于模糊及遗传算法的控制策略。考虑无人船航向控制,以及无人船航向控制具有强非线性和不确定性,本文将智能策略和常规策略作为无人船航向的舵角控制作为主要控制框架。通过导引律计算期望的角度,并根据自主船的无人船航向控制动态模型进行分析。该模型考虑了舵和船舶推进系统的物理阈值,提出了一种适用于不同无人船航向控制的自适应控制算法,借助增益调度方法(GS),利用PID控制器和遗传算法(GA)对不同的操作点进行全流程的(GS-PID-GA)混合优化。通过真实数据比例缩小进行模型实验并与传统控制方法进行比较,验证了所提出的控制方法的有效性。     

动态人工势场法的无人船避障路径规划

为了保证无人船安全行驶,设计动态人工势场法的无人船避障路径规划方法。该方法的全局路径规划部分依据航行环境信息构建栅格地图后,采用A^*算法规划无人船的全局路径,并获取无人船的全局路径节点;局部避障路径规划部分将该路径节点作为局部路径的开始节点,利用动态人工势场法规划无人船避障路径。为保证路径规划效果,采用长短记忆循环神经网络和强化学习算法相结合的方式改进动态人工势场法,确保在障碍物运动速度较快时,依旧能够可靠完成无人船避障路径规划。测试结果显示：该方法可完成无人船全局最优路径规划,并有效完成局部避障路径规划,无人船和障碍物的会遇距离和会遇时间分别大于4.26 m和大于15 s,碰撞危险度极低,满足应用标准。     

一种基于自主航行的无人水面测量船的研制

研制了一种用于河流、湖泊、浅水、近滩自主航行的无人水面测量系统。该系统可搭载多种传感器,包括声学多普勒流速剖面仪ADCP、单波束测深仪、声纳等。其组成包括岸基(母船)控制单元和无人水面测量单元,其中岸基控制单元利用无线网桥通信遥控测量船自主航行或走航测量并实时接收测量数据,无人水面测量单元搭载差分GPS、惯性导航系统、单波束测深仪、摄像头和数据交换工控系统。目前已经过多次湖试,验证了无人水面测量船用于水下测量、水质采样的可行性和实用性。     

深度学习在无人船通信网络信息资源优化调度中的应用

现有方法已经无法适应通信网络信息资源的暴增状态,为此提出深度学习在无人船通信网络信息资源优化调度中的应用研究。构建无人船通信网络模型,获取信息资源调度的能量方程,以此为基础,设置信息资源传输时延与电池能量约束条件,描述信息资源优化调度问题,基于深度学习优化调度算法,从而实现无人船通信网络信息资源的优化调度。测试结果显示,应用深度学习后,通信网络信息资源优化调度时延大幅度下降,说明深度学习在无人船通信网络信息资源优化调度中的应用有效性。     

Inmarsat-C中文通信陆用控制系统的研究与开发

Inmarsat-C是海上卫星通信费用最低,且应用最广泛的通信系统。开发中文界面,传递中文信息,对海上现场救助和海上专家系统具有极大的价值。利用VC++实现基于TAPI的调制解调器编程,使微机通过调制解调器的拨号功能与北京地面站相接,并使用户能通过调制解调器经由用户电话线直接完成陆地方与Inmarsat-C船站间的中文通信。在Windows 2000平台下开发的中文Inmarsat-C陆用控制系统大大缩短了通信时间,节约了大量的通信费用,提高了通信效率。     

船机桨匹配性能仿真软件开发

为了简化船机桨匹配的仿真过程,高效分析和管理仿真数据,基于Matlab R2014a和SQL Server2008开发船机桨匹配性能仿真软件,提供人机交互界面设置船机桨匹配参数和控制仿真模型运行,提供数据库存储仿真所需的船机桨参数和仿真试验结果。针对某型船进行典型工况仿真试验,试验结果表明,该软件能较为真实地模拟船机桨匹配性能。     

无人船测深系统在浅水河道测量中的应用

针对传统测深方法在浅水区测量实施困难的问题,基于无人船测深系统的组成及原理,重点研究了无人船姿态对测深的影响、测深数据粗差探测与滤波方法。分析得出:无人船姿态在浅水区对测深的影响有限,可采用中值滤波、加权平均法、趋势面滤波方法进行测深数据粗差处理。结合项目应用,证实无人船满足浅水河道测量需求、测深精度满足规范要求,可为类似工程提供借鉴。     

再谈如何用INMARSAT-C终端发E-MAIL

目前很多船舶GMDSS中均装有INMARSAT-C站终端，它采用的是全数字化的通信技术，存储一转发的多种业务。我们平时的通信方式是：卫星地面站收到船舶的电文之后，根据船舶所选定的转发方式(NETWoRK)自动地通过各种陆上通信网络转发给用户。我司船舶大多选定陆上电传网(TELEX)转发电文至公司调度或各港代理；当然也有选定通过电话网(PSTN)转发船至岸的传真；发送至公司调度的电文还可以通过陆上数据网(PSDN)转发船到岸的电子邮件。总之，船至岸的电文到达地面站之后，可以通过多种方式转发到岸上的用户。除了上述三种方式，本文介绍另外一种转发的方式，如何通过国际互联网(INTERNET)转发船至岸的电子邮件(E-MAIL)，船舶如能正确使用，应该是公司的节支新途径。     

水面无人船驱动电机远程控制系统设计与实现

针对智能航运时代背景下的船舶远程操纵与控制,本文设计一种面向水面无人船的驱动电机远程控制系统。系统以Arduino 2 560为中央控制器,涵盖中央控制模块、电机驱动模块、无线通信模块和岸基操控端。系统通过远程控制驱动电机,实现船舶前进、后退、左转、右转等运动状态的转换;通过GPRS实现无人船端与岸基操控端的无线通信。试验表明,本文设计的驱动电机远程控制系统操作方便,通信流流畅,运行稳定,能够用于无人船远程操纵和控制,为无人船的发展提供支持。     

基于北斗/INS的移动型水质监测系统设计与实现

移动型水质监测系统由无人巡航船和陆面监控平台组成。无人巡航船利用"北斗一号"传输水质信息,利用"北斗二号"和惯性导航系统输出的导航信息。无人巡航船可实现自主移动、采集水质信息和发送信息;陆面监控平台可接收水质信息,该信息能在以Lab VIEW为环境开发的上位机软件上显示、存储和查询。对系统进行了测试,3个通信试验的平均丢包率分别为2.42%、2.5%和2.3%,通信丢包率低,无人巡航船运行轨迹和预设轨迹基本重合,能准确巡迹。     

LNG海上浮式加注管控系统设计

为使加注系统能够收集各传感器数据并通过人机交互界面实时显示智能软管吊、两船间距和加注管内部等重要信息,同时在紧急情况下实现紧急拉断功能,构建LNG浮式加注管控硬件系统,管控软件采用一体化、平台化设计思路,实现了资源和信息共享,能对多参数管控系统及设备管理数据进行监测,同时对系统运行过程中产生的故障进行报警.     

基于Inmarsat—C的船舶监控技术的研究

Inmarsat-C系统使用的是数字通信技术，提供了存储－转发、电报、数据` 呼等多种通信业务，应用地面站提供的Inmarsat-C服务中的数据报告和询呼业务，可以完成船位的自动获取，从而可以对船舶进行动态监控，此文介绍了两种不同方式的询呼，一种是通过PSTN（公共交换电话网）到地面站，一种是通过C站到地面站。