基于无人水面艇感知网的目标船航迹关联与数据融合

针对现有无人水面艇（Unmanned Surface Vehicle，USV）在航行过程中感知周围航行目标时出现的数据源单一、数据延迟、数据丢失等问题，提出一种基于USV搭载的航海雷达和全球定位系统（GPS）数据源的USV海上航行目标感知数据融合方法。基于最小误差法提出雷达原始图像数据解析算法，并采用数据剔除、时间空间统一方法完成对目标数据预处理，构建基于欧氏距离和马氏距离的航迹关联算法模型、基于层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）和专家评价法的融合数据权重分配模型。同时，开展USV试验研究，验证整体融合方法。结果表明，目标原始数据预处理方法合理可靠，融合算法稳定可信，可为USV海上航行目标感知、安全航行及快速避碰提供技术和算法支持。     

智能感知融合技术在干散货堆场动态环境中的应用

以干散货码头堆场为代表,针对其大型设备自动化作业在堆场复杂动态环境的感知问题,提出多传感器智能感知融合技术框架,基于激光雷达、惯性传感器(IMU)和实时动态(RTK)等多种传感器数据融合,利用原始的RTK数据信息对前端里程计输出的位姿进行优化,应用动态物体移除技术实现稳健、精准的动态要素感知,结合八叉树立方体查询实现高效、实时的全局地图更新,最终建立一个高精度且实时更新的散货堆场地图,为后续的堆场作业提供支持。将智能感知融合技术应用于大型干散货码头,结果证明该技术可实现堆场动态环境的高精度和实时性能,有效提高干散货码头自动化作业的感知能力。     

多传感器数据融合中的航迹文件管理

多传感器数据融合是舰载作战指挥系统关键技术难题之一。本文在分析了分布式多传感器数据融合的一般结构和工作原理的基础上,提出了一种在分布式多传感器数据融合结构中的航迹文件管理策略。     

USV地形测量路径自主规划研究与应用

针对未知近岸海域水上水下地形一体化测量需求,无人水面艇（Unmanned Surface Vehicle,USV）搭载导航雷达、深度计、POS MV、多波束测深仪及激光扫描仪等设备,通过设计在线地图构建及测量路径规划方法,使得USV在未知环境下自主完成地形一体化测量任务。通过离线电子海图获得待测区域初始基准地图,结合雷达、深度计等传感器实时感知的信息,采用一种基于贝叶斯估计方式的占据栅格建图方法,实现对基准地图的修正、更新,进而根据测量需求自适应调节测量路径间距。同时构建测量地图,使用基于神经元激励方法自主实现完全遍历的测量路径规划,兼顾使用A星算法避免路径规划锁死,以获得合理可行的测量路径实时规划结果。USV按照自主规划的测量路径自主航行,多波束测深仪、激光扫描仪实时测量、获取地形云数据后进行无缝拼接,完成未知近岸海域的水上水下地形一体化测量工作。     

无人水面艇性能测试与分析系统数据库设计与应用

为解决无人水面艇（Unmanned Surface Vessel,USV）航行数据在信息多样化、来源不一、存储格式不同、难以共享等问题,利用数据库技术,建立USV性能测试与分析系统。对该系统进行数据预处理、数据库整体设计和数据表结构设计,完成USV航行状态监测数据的集中管理。该系统为PC端和云服务平台提供数据可视化、航迹查询和历史数据查询等功能服务,可实现USV航行状态的多点实时监测。     

基于视觉的船舶环境感知数据融合算法研究

海上安全事故往往由人为因素造成,因对环境条件感知不足而导致的操作失误是一个主要原因.论文提出基于视觉的船舶环境感知数据融合算法,对相机、雷达和船舶自动识别系统(AIS)进行多传感器数据融合,实现对船舶周边环境的高效感知.基于YOLOv3建立船舶自动识别模型,通过相机图像实现对周边船舶的自动化目标检测.然后,使用IOU匹...     

多传感器数据融合及在光电测量中的应用

在介绍多传感器数据融合技术的基本概念的基础上,分析了多传感器数据融合技术的功能模型和结构模型,并具体阐述了多传感器数据融合技术的各个阶段的融合方法和具体操作措施。最后将多传感器数据融合技术引进光电测量系统,提出了一种新的基于多传感器数据融合的光电联合测量系统的模型。     

军用无人水面航行器协同自治及控制设计

军用无人水面航行器(USV)用于执行包括反水雷、反潜作战、海上安保、海上作战、特种作战支援、电子战和海上拦截作战支持等7个主要任务使命,通过提升军用USV平台的战术协同自治和控制能力,可以最大限度地减少作战人员配备,降低USV平台的带宽要求,实现更快、更同步的协同控制和机动。军用USV战术协同自治和控制研究涉及到系统工程、控制技术和信息技术等多门学科的深度融合,代表了航海科学与技术的前沿研究领域和未来发展方向。文章改进了军用USV的协同自治和控制系统架构,包括感知及协同系统、引导系统、控制系统、执行机构等组成部分,并对其基本原理和要求进行了详细阐述。     

用于多传感器信息融合性能分析的分布交互仿真系统

采用分布交互仿真原理设计的信息融合性能测试系统 ,能够提供实时合理的多传感器态势观测数据。通过对多传感器信息融合处理环境的分析 ,给出了仿真测试系统的总体结构 ,对各模块的功能进行了描述。     

水面无人艇路径规划研究综述

水面无人艇近年来受到国内外专家学者越来越多的关注。为了总结分析USV现有路径规划方法及其优缺点,通过对USV路径规划研究进行分类综述和分析,从获取环境空间障碍物的方式,将USV路径规划分为基于海洋环境信息的全局路径规划和基于传感器信息的局部路径规划。总结基于各类研究方法的主要研究成果及其主要特点,剖析其存在的主要问题,阐明USV路径规划的研究思想和意义,提出USV路径规划今后可能的发展方向。     

数据融合技术在鱼雷空中弹道测试中的应用研究

介绍了数据融合技术的基本概念及工作原理,并以某型鱼雷空中弹道测试系统中两台雷达测试为例,阐述了数据融合技术在鱼雷空中弹道测试中的应用。对某型鱼雷外场试验测试系统中的多源仿真数据进行了处理与分析,处理结果表明数据融合技术可有效提高多信源、大时空覆盖范围弹道测量数据的可信度。     

一种面向科研实验的无人艇

为对无人艇的相关技术进行实船验证研究,在分析科研试验对无人艇系统需求的基础上,设计和实现一种基于以太网的分布式无人艇系统。该系统利用微控制器实现对传感器数据和设备数据的分布式处理,并通过以太网交换机组建数据交换局域网;利用开源通信协议和开源库对系统软件进行开发;详细介绍无人艇系统的具体设计和实现过程。系统测试和实船试验结果表明,所设计和实现的无人艇系统工作稳定,能较好地完成指定任务。     

触觉传感器及感知技术研究现状与发展趋势

触觉感知技术可用于对物体的探索和操作,对环境的交互作用具有重要意义。本文从介绍触觉传感器应满足的机械手操作任务要求出发,全面综述了不同类型触觉传感器的结构和工作原理,并分析了它们的优缺点。分析讨论触觉传感器在人工皮肤和生物医学领域的应用现状,最后总结了先进的机器学习算法和信号处理技术在触觉传感系统中的应用。     

舰船信息系统数据融合技术研究

文章论述了数据融合的基本概念和舰船电子信息系统（包括位置姿态信息系统--导航系统）数据融合技术,并对多传感器数据融合分类、数据融合层次、数据融合技术和方法以及数据融合技术关键等问题进行了阐述。     

基于物联网的无人水面艇航行状态监测系统设计

针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel, USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计一套USV航行状态监测系统。以物联网(Internet of Things, IoT)3层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案。以多源传感器和STM32微控制器作为感知层,以远距离无线电(Long Range Radio, LoRa)网关及LoRa终端作为数据远程传输途径,以传输控制协议(TCP)作为数据远程传输协议,以云平台作为系统应用层,实现数据采集、传输和应用功能。基于监测系统要求,在应用层设置阈值实现航行状态预警功能。对系统功能及性能进行测试,结果表明,系统横、纵摇精度为±0.02°RMS,风速为(0.2±0.03) m/s,风向为±2.5°,所有监测参数技术指标均符合要求,且丢包率在通信距离小于1.4 km时为1.5%,较传统方法降低约22%。该系统可为进一步完善USV航行状态监测提供技术支持。     

基于数据融合的船舶电网参数测量研究

采用单传感器的传统船舶电气参数测量方法存在很多缺陷，会受到传感器的测量噪声和电网中的电磁干扰等影响，从而影响参数测量的精度和测量结果的稳定性。为此，应用状态估计技术和多传感器数据融合理论，提出了一种新的船舶电气参数测量方法。首先建立电压和电流的状态模型，将其连续的动态方程离散化，用于数字信号处理器（DSP）中。然后采用卡尔曼滤波和无反馈分布式融合来对离散化后的采样数据进行融合，从而得到全局数据融合的最优估计。最后，经过一个周期的采集数据估计值进行有效值计算，在液晶屏中显示出来。与单个传感器的检测方法相比，该检测方法具有更高的精度和更好的稳定性。仿真结果和实验测试结果都证明了本检测方法的有效性和优越性。     

基于异类传感器的数据融合系统

运用各种有源和无源探测设备在内的异类多传感器集成提供多种观测数据,同时通过不同传感器之间的关联来提高数据精度,可以得到关于目标的更多特征信息,从而为身份识别、态势估计提供更多的依据.基于异类传感器的数据融合系统实现了雷达、ESM等异类传感器的数据关联与融合.仿真结果表明:系统能提供更高精度的数据,获得目标的更多特征信息,并可对目标实施有效识别.     

无人机遥感数据记录系统设计与实现

利用无人机遥感航拍时,需获取相机的位置和姿态数据。为此,文章提出了一种小型遥感数据记录系统设计方案,在控制相机曝光同时,同步记录其姿态、位置等数据,为后期的图像处理提供数据,最后通过实际飞行试验证明,该文的设计适合无人机等飞行器遥感航拍应用。