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。     

一种基于AIS数据的船舶航线自动规划方法

为采用航线自动规划技术设计出最优船舶航行路径,提出一种基于船舶自动识别系统(Automatic Identifi-cation System,AIS)数据和航行区域栅格化地图建立环境模型,结合蚁群算法求解最优航线的航线自动规划方法.对航行区域地图进行栅格化处理,利用海量AIS数据定义可通航栅格和障碍物栅格,结合邻接矩阵...     

基于信息融合技术的舰船导航信息系统

为了缩短获取舰船导航信息的时间,保证船舶航行的可靠性,提出基于信息融合技术的舰船导航信息系统设计。在信息融合技术的基础上,通过舰船导航信息接收机电路设计和电源适配器设计,完成系统的硬件设计;基于舰船导航信息的提取和DWA算法改进设计,完成系统的软件设计,实现舰船导航信息系统设计。测试结果证明,基于信息融合技术的导航信息系统与基于GPS的导航信息系统相比,获取导航信息的时间明显缩短。     

基于惯导DVL的船舶组合导航系统开发

船舶组合导航系统中包含了多种导通装置,以保障船舶在复杂环境下的航行安全,而常见的有基于惯性导航的多普勒雷达系统(DVL),该系统具有一定的冗余特性,能够显著提高船舶导航的精确度。本文建立船舶组合导航姿态控制系统的数学模型,得到该模型的误差量,介绍硬件设计流程,对导航数据的处理过程进行研究,最后根据组合导航系统的要求,实现DVL惯性导航系统的功能。     

基于物联网技术的船舶智能导航系统

本文设计基于物联网技术的船舶智能导航系统,其物理层采集船舶航行的相关信息,并经过滤波处理后,经由具有ZigBee网络协议的通信层传送至资源层,资源层接收信息后分类存储该信息,为船舶智能导航提供数据依据;技术层依据该信息生成航行导航地图,并采用视线导航算法控制船舶自动靠泊。将该结果传送至平台层呈现,同时,采用层次分析法和卷积神经网络结合控制船舶的航行情况,避免船舶发生碰撞现象。测试结果显示：该系统能够实时、全面采集船舶航向相关数据,呈现船舶航行相关的地图结果,导航效果较佳,在低能见度下依旧保证船舶的准确导航;精准停靠在设定的靠泊位置。     

虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真

为使驾驶员能够识别出航道存在的危险,确保船舶航行安全,研究虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真方法。在虚拟环境下,基于船舶航道高程信息,利用连续极小泛函序列方法获取船舶航行航道等距网格数据,利用对象图像渲染引擎处理航道网格数据,得到航道地形模型。利用Solid Works软件,通过创建基准面、生成船舶船体型线以及构建船体曲面模型等过程生成船舶三维模型。根据生成的航道地形模型与船体模型,提出适用于三维空间路径规划的空间分层路径规划方法,通过逆向逐步搜索路径过程得到船舶安全航行路径规划结果。实验结果显示,该方法生成的航道地形与船体模型较为完善,路径规划过程中能够有效躲避固定障碍物与移动障碍物,既保障船舶航行安全性又确保航程最短。     

船舶海上航行路径三维虚拟系统设计

传统的船舶海上航行路径三维虚拟系统存在着虚拟清晰度低的缺陷,为此提出船舶海上航行路径三维虚拟系统设计。船舶海上航行路径三维虚拟系统硬件设计包括船舶海上航行路径数据信息采集单元、三维虚拟设备单元与通信单元,软件设计包括三维虚拟场景设计、船舶海上航行路径数据信息库设计与船舶海上航行路径三维虚拟设计,通过硬件与软件设计实现了船舶海上航行路径三维虚拟系统的运行。通过实验得到,设计的船舶海上航行路径三维虚拟系统虚拟清晰度比传统系统高出28%,说明设计的船舶海上航行路径三维虚拟系统虚拟效果更好。     

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。     

图像处理技术在船舶航行障碍物识别中的应用

为了提高船舶航行避障能力,提出基于图像分块特征匹配和视觉跟踪识别的船舶航行障碍物识别技术。采用点跟踪匹配和动态帧点检测的方法进行船舶航行障碍物识别的红外图像信息采集,对采集的船舶航行障碍物红外视觉图像进行区域组合检测和融合处理,提取图像的差异性和突变性特征点,根据特征点的分布情况采用视觉跟踪识别方法实现对船舶航行障碍物识别。测试表明,该方法对船舶航行障碍物识别的动态跟踪能力较好,识别可靠性和精度较高。     

复杂海面环境下船舶航行最优路径规划数学模型

以保障船舶安全航行为基础,以提升船舶续航能力为目的,研究复杂海面环境下船舶航行最优路径规划数学模型。利用概率路图法将船舶航行的、具有复杂海面环境特征的全局海域环境转换成离散空间,采用连接采样点获取离散空间若干条由初始点至目的点的路径,生成路线图。依照某船舶航行性能评价指标,构建航行路线图中的最优路径规划数学模型,考虑复杂海面环境设定地形与威胁约束、船舶转弯角度约束以及路径平滑度约束等。采用基于震荡型入侵野草优化算法求解数学模型,在所构建的路线图内获取一个符合标准的解向量,即最优路径规划结果。实验结果显示,该模型能够有效获取最优路径规划结果,以能耗最低为船舶航行性能评价指标时更利于船舶续航。     

改进遗传算法的船舶航行路径规划方法

船舶航行环境十分复杂,路径规划是保证船舶智能航行的基本技术,针对当前船舶航行路径规划方法存在搜索最优路径速度慢、得到最优路径质量差等缺陷,设计了基于改进遗传算法的船舶航行路径规划方法。首先对船舶航行路径规划原理进行分析,构建船舶航行路径规划的建模环境,然后产生船舶航行路径规划的可行解,引入改进遗传算法模拟生物进化机制对船舶航行路径规划可行解进行分析,搜索到最优的船舶航行路径规划方案,最后在Matlab 2017平台上进行了船舶航行路径规划仿真测试。改进遗传算法不仅能够在有效时间内找到最优的船舶航行路径规划方案,让船舶航行路径十分安全,能够有效避开所有障碍物,而且找到船舶航行路径规划方案的迭代次数明显减少,是有一种有效的船舶航行路径规划方法。     

复杂航行环境船舶航行异常监控系统

传统船舶航行异常监测系统,在复杂航行环境下无法对轨迹信号图像作出正确判定,导致船舶航行监测结果与实际航行监测要求偏差较大,影响船舶正常航行安全。因此提出复杂航行环境船舶航行异常监控系统软件设计。利用卡尔曼滤波算法,建立航行轨迹图像数据高帧率采集硬件,获取高清轨迹图像数据;软件功能主要分为轨迹图像信号建模、轨迹图像模型信号的异常处理与异常轨迹像素的平滑提取3部分;通过仿真对比数据,证明提出系统在复杂航行环境下,能够有效提升异常轨迹监测识别率22.34%。     

视觉传达技术船舶航行环境实时模拟系统

在船舶航行环境实时模拟过程中,对于船舶波模拟能力较差,造成船舶航行环境实时模拟系统图像绘制时间过长。因而,设计基于视觉传达技术的船舶航行环境实时模拟系统。引用图像绘制数位板以及GPS船舶定位装置完成系统硬件优化。构建船舶航行模型,计算船舶波宽度。引用视觉传达技术,设置波图像信息点,完成船舶航行波绘制。寻找目标船舶,设定船舶以高速与低速2种状态展开航行,对此系统与原有系统展开测试。由测试结果可知,此系统的船舶波模拟精度与图像绘制时长均优于原有系统。     

信息融合下船舶导航界面交互性设计

为了更好对船舶航行过程中对船舶航行状态及外界航行环境进行有效展示,针对当前船舶导航图像质量不佳等问题做出优化。结合信息融合技术对船舶导航界面交互结构实现了优化设计,通过采集船舶航行环境特征,并针对船舶航行姿态信息快速选取导航路线并传输信息。借鉴功能显示器进行船舶航行交互设计,构建相对更加清晰准确的展示船舶航行状态和导航路线。结合OpenGL图像处理技术进行图像设计和导航线路的显示控制,并结合Windows CVA平台实现对船舶导航图像的界面展示和导航路线的调整,提高船舶导航界面交互性能。最后通过实验证实,信息融合下船舶导航界面交互性设计方法在实际应用过程,具有更高的实用性,充分满足研究要求。     

高转速导航雷达远程终端系统设计

船载高转速导航雷达的性能良好,可以在短时间内对舰船周围的目标进行探测,并获取高精度的目标数据,同时可能获取来自导航卫星的数据信息,辅助舰船制定合理的航行路径。本文的主要工作是设计一种高转速导航雷达的船载远程终端系统,主要包括高转速导航雷达的硬件系统和软件系统两部分,其中,软件系统又介绍了基于OpenGL图像处理技术的程序设计,具有重要的实际应用意义。     

计算机辅助处理技术在船舶智能导航系统中的应用

船舶导航系统是船舶航行控制系统体系中重要的组成部分。智能导航系统通过对捕捉信号图像的分析与计算,为船舶航行路径控制提供准确数据。为了进一步提升智能导航系统的图像分析精准度,提出计算机辅助处理技术在船舶智能导航系统中的应用。通过计算机辅助技术对导航信号进行信号参数计算,得到信号图像中的转换变量。根据计算值对图像中的变量进行二值图像分割计算,清晰导航目标图像;最后对图像中的风险源进行检索,得到最佳导航路径。为了证明设计的有效性,通过使用前后数据的对比实验,证明提出的计算机辅助处理技术,具有提升智能导航系统导航定位精准度的作用。     

基于PLC的船舶安全报警系统设计

为保证船舶安全航行,船舶一般都配备有安全报警系统。随着计算机技术、网络技术和控制技术的发展,船舶报警系统向着信息化、网络化和智能化的方向发展。本文结合当前船舶安全报警系统的实际应用需求,以PLC为核心控制器设计了一套完整的船舶安全报警系统。本文首先对系统硬件和软件的结构和功能进行简单介绍,然后针对基于PLC的机船安全报警系统各模块的硬件组态、网络组态和控制程序进行了详细的设计,最后完成了安全报警系统人机交互界面的设计。     

多模态人机交互系统在船舶航行中的应用

为拓展设计船舶航行中多模态人机交互模式,促进船舶航行所用导航系统的智能化发展,研究多模态人机交互系统在船舶航行中的应用,设计一种船舶航行使用的多模态人机交互系统。船员可在船舶航行时,以语音交互、手势交互这种多模态交互模式,完成指令输入,无需人工手动操舵。实验测试结果验证,多模态人机交互模式使用后,船舶航行时,控制指令通过语音与手势便可有效传达,船舶航行控制可靠,且无须手动控制舵机,可实现船舶航行智能化交互控制。     

基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测研究

针对传统船舶航行路径长度预测方法存在路径长度预测性能较差的问题,设计一种基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测方法。针对船舶航行路径实施环境建模,以处理和获取空间船舶航行路径的环境信息。利用构建的环境模型确定船舶航行路径的代价函数,函数中包括过大转弯角个数函数、平滑度函数与航程函数3个因素。根据船舶航行路径代价函数,基于曲线拟合对船舶航行路径长度进行预测,首先需要基于曲线拟合对船舶航行路径长度进行量化,接着通过明示距离法对船舶航行路径长度进行预测。为了证明基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测方法的路径长度预测性能较强,将传统船舶航行路径长度预测方法与该方法进行对比实验。实验结果证明该方法的路径长度预测性能优于传统方法,实现了性能突破。     

船舶通信终端远程导航监控技术

随着船舶运输行业的飞速发展,船舶航行安全面临着日益严峻的挑战,因此对船舶通信远程导航监控技术的要求也逐渐增高。但由于当前船舶导航定位雷达存在较多局限性,难以满足精准定位、准确导航的系统设计要求。因此结合软件技术和航空雷达技术对船舶导航监控系统进行优化和设计,以便解决当前船舶通信终端远程导航监控系统中存在的盲区问题。基于以上背景,结合GIS技术对船舶通信终端远程导航监控覆盖系统进行设计,以便对船舶位移雷达配置信息进行提取和配置,从而达到精准及时的显示船舶航行监控信息,保障船舶在航线上准确航行的设计目标。为检测该方法的实用性针对系统动态的管理雷达导航监控功能进行仿真实验,实验结构证实该系统可有效达到对船舶航行通信远程导航监控进行精准动态模拟的效果,可为船舶航行航线数据进行稳定的监控,对航行数据误差进行精准分析。由此证实船舶通信终端远程导航监控系统对航运事业远程自动导航监控系统有着重要的指导意义。