数据挖掘技术在海流要素辅助船舶导航中的应用研究

海流对船舶导航、航行安全影响较大.本文在对海流研究成果和海洋环境数据库进行深入研究的基础上,详细考察了船舶在航行过程中对海流信息的应用环境及需求.为提高业务化应用能力,采用模式分析等数据挖掘技术,提出了实测数据融合的技术方案,给出了海流要素辅助船舶导航的应用模式.最后,以电子海图系统为平台,初步建立了海流要素辅助航迹模拟、船位校正等应用系统.     

图像处理技术在船舶导航过程的应用

大型船舶采用常规导航方法在窄河道进行导航时,存在导航精度较低的不足,为此提出了图像处理技术船舶导航过程的应用研究。基于图像处理程序的嵌入,以及导航参数的计算,完成图像处理技术船舶导航参数的确定;依托船舶的定位分析、船舶航线的路径分析,实现了图像处理技术船舶导航过程的应用研究。实验数据表明,提出的应用船舶导航方法较常规船舶导航方法,导航精度提高47.14%,能够使大型船舶在窄河道范围内进行有效导航。     

AR技术下船舶导航系统交互界面设计

为充分利用AR技术优势设计船舶导航系统交互界面,合理展示船舶航行环境以及航行路线,确保船舶航行安全,提出AR技术下船舶导航系统交互界面设计方法。合理设计船舶导航系统交互界面架构,有效采集与预处理船舶航行环境信息,利用AR技术构建船舶航行环境三维虚拟模型,经法线贴图,凸显模型表面的细小轮廓特征后,使用改进插值算法完成模型渲染,增强模型高光效果,提升船舶航行环境以及航行路线可视化效果。实验结果表明,应用该方法能够设计出效果较好的船舶导航系统交互界面,导航效果理想,可确保船舶安全稳定航行。     

基于视觉传达的大型船舶智能导航界面设计方法

针对导航界面显示导航参数不够充分情况,提出基于视觉传达技术的大型船舶智能导航界面设计方法。该方法以用户视觉传达为中心的设计理念为基础,设计大型船舶智能导航界面设计模型;利用该模型的用户分析单元分析用户需求、确定导航用户目标后,使用界面规格与功能设计单元确定导航界面内容和界面功能;再利用信息架构与交互设计单元设计智能导航界面链接、搜索栏等功能,并利用界面设计与导航设计单元中的导航模块发送与接收信号,使用视觉传达技术内的Qtopia图形套件搭建智能导航图形界面。实验结果表明,该方法设计的大型船舶智能导航界面可充分展示航行过程中的相关参数,具备较好的视觉传达效果,应用效果较佳。     

云计算环境下船舶网络节点流量精准获取方法研究

传统的船舶网络节点流量精准获取方法对节点定位的准确率低,定位过程花费的时间过长。为解决上述问题,在云计算环境下研究了一种新的船舶网络节点流量精准获取方法,利用改进的Apriori算法和并联算法搭建船舶云计算环境,在搭建的云计算环境中确定节点性能指标,根据节点性能分析精确转移率。为验证研究的获取方法效果,与传统获取方法进行实验对比,结果表明,新的获取方法能够更加精准地定位出节点位置,并在此基础上降低定位过程花费的时间。     

数据挖掘在无人船舶目标图像识别中的应用

为了缩短无人船舶目标图像的识别时间,提高目标图像的质量,提出了数据挖掘在无人船舶目标图像识别中的应用。利用数据挖掘技术确定无人船舶目标图像的阈值,根据目标图像的阈值误差分割了目标图像,采用图像边缘点提取公式将图像边缘点连接成线,提取出目标图像的外轮廓,完成无人船舶目标图像的预处理;通过目标图像识别算法的改进设计,得到了目标图像的识别流程,实现了数据挖掘在无人船舶目标图像的识别中的应用研究。仿真实验结果表明,数据挖掘在无人船舶目标图像识别方法与基于航拍技术的目标图像识别方法相比,目标图像的识别时间缩短了35.1%。     

海港航道船舶航速控制标准量化方法

为协同提升海港航道通航安全与通航效率,运用船舶漂移计算方法、富余水深计算方法和跟驰理论提出一种海港船舶航速控制标准量化方法。根据航道水深的垂向约束,考虑船舶航行时的富余水深,建立基于船舶下沉量的最大控制航速计算模型;根据航道宽度的横向制约,分别考虑单、双线航道的通航模式,建立基于风流漂移量的最小控制航速计算模型;根据船舶纵向安全间距需求,考虑最大和最小控制航速计算模型,提出基于跟驰理论模型的航速控制范围确定方法;应用天津港主航道数据对提出的方法进行案例分析。结果表明：海港航道航速控制标准取决于船舶类型、船舶吨级等要素,不同航段宜采取不同的航速控制标准。该研究对于海港航道船舶航速控制标准的确定有一定的应用价值。     

船舶碰撞事故数据关联挖掘研究

首先阐述关联数据挖掘过程;然后为了分析船舶碰撞事故发生的原因,从创建数据源、进行数据离散化等出发建立船舶碰撞事故数据关联挖掘模型;最后根据所建立的模型,从用户所关注的时间、管辖区、船舶参数等方面进行验证数据挖掘模型的有效性。     

基于Unscented卡尔曼滤波器的地磁辅助组合导航

将船位推算与地磁测量相结合构成组合导航方法.首先建立了推算模型,然后利用Unscented卡尔曼滤波方法,直接将地磁测量的结果用于校正推算结果,进行导航定位.此方法不采用匹配方法进行定位,可进行实时定位,能适用于非线性和离散的地磁模型.仿真表明,此方法能减小定位误差,适用于基于船位推算和地磁定位的实时组合导航.     

考虑未知死区输入的船舶鲁棒自适应动力定位控制

为解决动力定位船舶的模型结构和参数不确定、执行伺服系统的死区非线性问题,基于Backstepping方法提出了一种具有死区补偿机制的鲁棒自适应动力定位控制算法.该算法采用鲁棒神经阻尼技术对模型不确定性进行逼近,同时引入平滑的死区逆模型对死区输入进行补偿,以确保动力定位船舶能够稳定地保持在期望的位置和航向.基于Lyapu...     

云计算下船舶网络多固定节点精确修复方法

普通船舶固定节点修复方法,在定位节点位置时,易出现较大偏差,且需要较长的修复时间。为解决此问题,提出云计算下船舶网络多固定节点精确修复方法。通过船舶云数据的划分、Apriori算法的改进,完成船舶云环境的搭建。通过船舶固定节点性能指标的确定、固定节点精确转移率的确定,完成云计算下船舶网络多固定节点精确修复方法的搭建。设计对比实验结果表明,新型方法与传统方法相比,可以准确定位节点所处位置,大幅度缩减修复完成时间。     

大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用

为了缩短船舶海上航行过程中通信网络安全的预警时间,确保船舶航行的安全性,提出大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用。利用数据采集工具包中的采集函数,设计船舶通信网络安全数据的采集流程,完成船舶通信网络安全数据的采集;基于船舶通信网络安全预警模型的构建过程分析,完成船舶通信网络安全预警模型的建立;最后通过船舶通信网络安全预警流程设计,实现了基于大数据挖掘的船舶通信网络安全的预警。仿真实验结果表明,基于大数据挖掘的预警方法相比基于态势感知的预警方法,发出预警信息的时间更短,具有较高的预警能力。     

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...     

变吃水船舶动力定位控制策略

针对船舶动力定位变吃水的问题,利用自适应PID能够实时进行参数校正的特点,设计一种自校正PID控制器。利用船舶模型试验相关数据建立被控对象的数学模型。引入改进的最小二乘估计算法进行系统辨识,并通过极点配置法计算控制器参数;最后针对具体船型进行仿真和分析。仿真结果显示,当船舶数学模型发生改变时,自校正PID控制系统能够实时估计模型的参数并进行调整,使系统保持稳定。     

浅谈北斗导航技术在船舶定位中的应用

在北斗导航系统建成以前,我国的船舶定位主要依靠GPS导航系统.北斗系统的全球覆盖,不仅打破了GPS的垄断,也为我国的船舶定位提供了另一种更加安全和精确的导航定位途径.本文简要探析北斗导航技术在船舶定位方面的应用,首先对北斗导航技术简要叙述,在此基础上对北斗导航技术在船舶定位的工作原理、系统功能组成进行阐述,以供同行进行...     

风和流作用下动力定位船舶的运动性能预报

本文根据某船的一系列风洞和水池模型试验所得到的数据，给出了相应的力及力矩系数曲线，然后建立了船舶运动数学模型，通过数值求解，预防报动力定位船舶在均匀风及海流作用下的运动性能。     

船舶保养检验数据的分析与挖掘

对营运船舶进行保养和检验是保证船舶正常工作的重要内容。本文在SQL server的基础上,建立并分析船舶保养检验数据的数据挖掘模型,针对保养过程的缺陷情况,获得相关属性,利用决策树进行预测,最后对挖掘结果进行分析。     

船舶航向及位置的模糊控制方法研究

探讨了将模糊控制应用于船舶航向改变和位置偏移的控制方法。建立了以模糊控制为基础的船舶自适应控制数学模型。结果表明，只要建立了合理的模糊控制规则，在一定的海风、海流作用下可以将船舶改变到按新的航向航行，同时亦可以将船舶迅速操纵至某一新的指定位置。     

基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法

针对传统的船舶海上目标远距离定位算法存在的缺点,如定位精确度低、数据处理耗时长等,提出基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。首先,基于物联网技术中的节点定位技术,针对船舶的3个自由度建立船舶运动模型;然后,确定未知节点的初始值,再与信标位置节点相结合,利用最小二乘法对定位偏差进行计算;最后,将初始值进行递归,得到未知节点坐标,至此实现基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。实验结果表明,与传统的定位算法相比,提出的定位算法的数据处理耗时最多可减少35 ms,平均定位误差减少0.58 m,其定位精确度更高,耗时更短,可以有效地实现船舶海上目标远距离定位。     

克隆选择算法在船舶航向自适应控制中应用

研究船舶航向自适应控制。将应用在研究过程中针对船舶航行易受外界不确定环境干扰的情况,建立船舶二阶线性模型,并且利用克隆选择算法对模型参数进行在线控制。最后进行实验仿真,以此来说明本文所研究的算法鲁棒性强。