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。     

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。     

基于视觉传达技术的舰船三维图像自动重构系统

为提高舰船监测质量,获取更多的监测信息,进行舰船三维图像重构是必要的。基于该背景,设计视觉传达技术的舰船三维图像自动重构系统。在结合B/S三层架构的基础上,设计系统框架结构,包括前端硬件采集层,后台软件运行层,二者之间通过无线通信系统连接,在前者完成数据采集之后传输到后者。利用激光雷达采集舰船点云数据,利用CCD相机采集舰船纹理数据,完成舰船视觉图像采集传输单元设计。基于视觉传达设计后台软件处理单元,包括点云数据处理子程序、关键点云提取子程序、点云配准子程序以及三维视觉传达模型构建子程序。结果表明：本文系统应用下,重构的舰船三维图像信噪比达到最大值(26.32 dB),X,Y,Z三个方向上的平均误差值达到最小值(0.021 m、0.018 m、0.017 m),由此说明本文系统重构的三维图像更加清晰,准确度更高。     

基于虚拟现实的舰船工作状态智能监测系统

舰船工作状态监测是提升海上战力的关键,但是舰船设备种类、结构的复杂化,导致工作状态监测通信时间延迟较长,无法满足现今舰船稳定航行的需求,应用虚拟现实技术设计新的舰船工作状态智能监测系统。设计系统硬件包括数据处理板单元、管理板单元与通信链路单元,软件包括虚拟现实场景搭建模块、交互界面模块及其状态监测与报警模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船工作状态智能监测系统的运行。实验数据显示:应用虚拟现实技术后,用户能够实时与平台进行交互,缩短了通信时间延迟,充分表明了设计系统具有更好的应用性能。     

神经网络优化PID舰船发动机自动控制

使用传统舰船发动机控制方法控制时,因其控制参数均为固定设置,无法随发动机参数变化而变化,导致控制方法的响应与实际控制信号出现较大偏差,影响了控制方法的稳定性和灵活性。针对以上问题,研究神经网络优化PID的舰船发动机自动控制方法。构建发动机闭环增益的PID结构后,设计神经网络自动控制器。利用遗传算法对神经网络PID自动控制器参数进行整定,降低控制器响应控制信号时的超调量,完成对舰船发动机控制方法的设计。通过与传统模糊PID控制方法的对比实验,证明了研究的控制方法能够有效降低24.31%的超调量,并且相比传统方法研究的方法的正弦跟随特性更佳,即神经网络优化后的自动控制方法具有更好的稳定性和灵活性。     

计算机视觉技术下舰船生活舱空间导识系统设计

由于应用技术的制约,传统的舰船生活舱空间导识系统的应用效果较差,难以满足现今舰船的作业需求,故在计算机视觉技术的支持下,设计新的舰船生活舱空间导识系统。该系统中,硬件单元包含生活舱空间导识系统框架搭建单元、空间信息获取硬件选取单元及其计算机视觉技术硬件选取单元,软件模块包含计算机视觉模型构建模块、空间视觉环境划分模块及其生活舱空间导识模块。通过硬件单元与软件模块设计,实现了舰船生活舱空间导识系统的运行。实验结果表明,与传统系统相比,本文系统的最大舰船生活舱空间寻路效率更高,证明其应用性能更佳。     

模糊算法的舰船控制器自动优化研究

常规舰船控制器的控制机理为"事后调节",这样会使舰船在定位过程中出现超调,导致波动较大,控制效果不好。因此设计一种基于模糊算法的舰船控制器自动优化方法,首先建立舰船运动模型,分析舰船运动自由度,分别在固定坐标系和舰船坐标系中表示出舰船的运动方式,为舰船的运动控制提供理论基础;随后基于模糊算法对舰船控制器进行优化,分别设计舰船控制器在模糊控制中的规则、模糊隶属度函数和控制过程中输入输出值,完成模糊算法的舰船控制器自动优化研究。在仿真实验中,分别使用常规控制器与经过优化后的控制器进行实验,实验结果表明,经过优化后的舰船控制器在首摇、纵向、横向三方面对舰船有很好的控制作用,与传统的控制器相比,几乎不存在波动和超调,能够稳定保持在期望的舰船位置上。     

改进遗传算法在舰船电机智能调速系统的参数整定

舰船电机是保证舰船作战能力的重要组成部分,交流异步电机在舰船中使用最为广泛,传统的PID及模糊PID调速都严重依赖专家经验,容易出现电机调速时间过长和超调的问题。本文在传统遗传算法上进行改进,建立了模糊PID的基本结构,并在此基础上提出了改进遗传算法的模糊PID模型,使用Matlab对建立的模糊PID控制和改进遗传算法模糊PID控制进行仿真测试,结果表明改进遗传算法模糊PID控制能够缩短超调量和超调时间,收敛速度有所提升。     

基于机器视觉技术的船桥防碰撞自动控制系统

为避免船桥发生碰撞事故,设计基于机器视觉技术的船桥防碰撞自动控制系统。利用双目视觉传感器采集船舶航行环境图像,由A/D转换芯片预处理环境图像,再利用双目视觉测距技术结合预处理的环境图像计算船舶与桥墩间的距离;通过全球定位系统采集船舶位置信息,利用改进差分进化PID控制方法得到舵角自动控制结果,再利用异步收发传输器根据控制结果生成自动控制指令,作用于船舵,完成船桥防碰撞自动控制。实验证明：该系统可有效采集船舶航行环境图像,计算船舶三维坐标;在不同航行环境时,该系统均可完成船桥防碰撞自动控制,且自动控制的稳定性较优。     

基于IETM的舰船装备维修指导系统的分析与设计

分析数据、交互及显示界面等用户需求,采用UML语言建立了基于Web的对象模型.运用通用映射规则,完成具有导航、查找、链接等交互功能面向对象的数据库设计,开发基于IETM的舰船装备维修指导系统.     

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。     

舰船智能导航显控界面交互设计与应用

为提升显控界面的交互效果,确保舰船航行安全,提出舰船智能导航显控界面交互设计与应用。利用PS平面软件或Axure软件,绘制显控交互界面元件;在Axure软件内,以最大元件间距、最大视觉注意等级与最大隐喻度为目标,建立绘制显控交互界面元件布局模型,通过灰狼搜索算法求解该模型,得到绘制显控交互界面元件布局结果;在布局后的界面内加入交互用例,实现显控界面交互原型设计。若符合交互需求,则完成显控界面交互设计,反之修改界面布局方案。实验证明：该方法可有效布局显控交互界面的元件,并符合人眼的视觉需求;应用该方法后,操作人员操作显控界面时的反应速度较快,θ波功率较低,该方法可有效降低操作人员的脑力负荷,具备较优的交互效果。     

应用计算机辅助技术的舰船导航界面交互设计

为了更好地展示舰船导航路线,应用计算机辅助技术设计舰船导航交互界面。通过对舰船导航界面功能结构进行优化,有效采集海量复杂舰船航行信息和分析感知路线环境,结合人机交互原理构建舰船导航路线的特征映射模型,以此提高舰船导航精度,提高舰船导航界面的可用性。最后通过实验证实,应用计算机辅助技术的舰船导航界面交互设计可以更好地提高舰船航行路线导航精度,保证舰船航行安全。     

基于云计算的舰船航向自抗扰技术

针对传统的舰船航向自抗扰技术中存在的控制航向调节时间长、超调现象频发的问题,提出基于云计算的舰船航向自抗扰技术研究。依据舰船运动数学模型计算控制律,设计航向自抗扰控制器,利用云计算技术整定控制器各部分参数,设计功率模块和人机界面模块,将其作为辅助实现舰船航向自抗扰。实验结果表明,与传统的自抗扰技术相比,设计的基于云计算的舰船航向自抗扰技术在控制航向改变时,调节时间短,且没有出现超调现象,说明基于云计算的舰船航向自抗扰技术适合应用在实际工程中。     

基于视觉传达技术的舰船三维导航系统

为增大舰船导航节点间SKT响应系数的表现实值,解决导航耦合反应能力较弱的问题,设计基于视觉传达技术的舰船三维导航系统。按照三维模型架构中的信息传输需求,连接导航移动端与GIS组件,完成导航系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,提取三维数据库中的舰船航行数据,完善导航系统的实际应用流程,实现系统的软件运行环境搭建,结合相关硬件执行设备,完成视觉传达技术舰船三维导航系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统IBS系统相比,应用新型三维导航系统后,SKT响应系数最大值达到7.86,大幅提升舰船导航节点间的耦合反应能力。     

应用PLC技术的舰船燃气轮机转速控制方法

研究应用PLC技术的舰船燃气轮机转速控制方法,提升转速控制稳定性。通过PLC与电液转换器、油动机、转速传感器等组成转速控制单元,处理脉冲信号并输出转速控制信号以调节汽阀开度,从而控制燃气轮机转速。同时,该方法采用PLC与触摸屏组成监视单元,实现对燃气轮机转速的监控和管理;采用PLC与安全阀、危急遮断器、报警装置组成运行保护单元,在出现转速故障时及时发出声光警报,并通过PLC传输停机信号以关闭主汽阀与调节汽阀,确保安全运行。实验证明：该方法可有效控制舰船燃气轮机转速;负载突降时,该方法依旧可有效控制燃气轮机转速,且超调量较小,控制速度较快。     

基于虚拟现实技术的舰船航行三维图像重建

舰船航行是一个复杂的三维运动,研究舰船的航行运动有助于提高船舶动力系统设计,提升舰船的流体动力学性能。近年来,虚拟现实技术获得飞速发展,本文结合虚拟现实技术,重点研究舰船航行的三维图像重建技术,结合CADDS软件平台进行舰船的三维建模,结合Virtools交互三维开发软件进行舰船航行的虚拟现实构建,并重点介绍舰船航行的尾迹三维重建和灰度校正问题。本文研究有助于提升对舰船航行运动状态的动力特性分析研究,提升舰船的设计水平。     

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。     

舰船电气设备虚拟维修系统的设计与实现

文章围绕舰船电气设备的维修训练和考核需求,规划设计虚拟维修系统的组成结构和软件模块,运行状态转换控制流程及数据通信交互模式,详细阐述了训练考核教控管理、三维模型显示交互、数学模型仿真计算等软件功能。利用Lab VIEW、3DMAX和Post Engineer软件联合开发,研制完成了舰船海水淡化装置虚拟维修系统,实现虚拟现实交互、运行特性仿真、实时数据通信和训练考核评估等性能。     

基于舰船云计算的电子信息交互系统设计

提出一种基于舰船云计算和嵌入式多模控制的电子信息交互系统设计方法,采用嵌入式ARM进行舰船电子信息交互系统的云计算软件内核开发,采用多模TCP/IP以太网技术构建电子信息交互的信息传输模块和网络通信模块,利用ARM片上控制器来完成电子信息系统的读写和信号实时处理,在云计算环境下进行舰船电子信息交互系统硬件设计和软件开发,包括串口设计、外部存储器设计和AD接口设计等。最后进行仿真测试分析,结果表明,采用该系统进行舰船电子信息交互处理的吞吐性能较好,实时处理能力较强,提高了电子信息与信号的分析与检测能力。