基于物联网的高精度船舶导航系统设计

为解决RTK船舶导航系统定向能力较差、目标定位精度较低等问题,设计基于物联网的高精度船舶导航系统。通过物联网传感器电路设计、导航信息采集模块设计2个方面,完成新型导航系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,按照导航数据采集与预处理、数据精度解算、导航任务分配的物理操作流程,完成新型导航系统的软件运行环境搭建,结合硬件执行条件,实现基于物联网高精度船舶导航系统的顺利运行。对比实验结果表明,与RTK导航系统相比,应用新型高精度导航系统后,船舶定向能力得到稳定提升,目标定位精度的最大值也不再低于理想极值85.21%。     

分布式总线多微机系统在船舶导航中的应用

从分布式总线多微机系统的资源共享、分布式数据处理等特点出发,结合其在舰船导航系统中的应用,阐述了分布式总线多微机导航系统的硬件结构和软件设计,并对多总线微机导航系统中总线工作过程、导航信息的分配和系统信息流程进行了论述.     

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。     

舰船卫星导航系统中信号融合误差纠偏技术

舰船卫星导航系统中的信号融合误差纠偏技术是指通过将卫星导航系统的多类型信号进行融合,并对其进行误差纠偏,降低信号噪声的同时,改善当前的信号质量,从而提高舰船卫星导航的精度和可靠性。本文首先对舰船卫星导航的坐标系进行详细介绍,分析舰船卫星导航系统的噪声类型和特点,结合分数阶Fourier变换技术搭建了一种舰船卫星导航系统的信息融合平台,对于改善舰船卫星导航的信息精度有重要意义。     

基于MEMS的GPS/SINS舰船组合导航系统设计

针对舰船导航的特点设计了基于MEMS的GPS/SINS舰船组合导航系统,整套系统由GPS卫星导航系统和SINS捷联惯导系统两部分组成;着重介绍了MEMS和组合导航技术以及该设计系统的组成原理和应用前景,并对设计中的关键技术作出详细说明。     

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。     

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。     

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。     

基于物联网通信技术的舰船导航控制系统

导航控制系统对舰船的作战能力提升具有非常重要的意义。传统的GPS导航和AIS系统等都存在一些问题,AIS会存在导航盲区,GPS技术受制于其他国家,容易受到干扰。Zigbee是物联网通信技术的重要组成部分,本文基于物联网通信技术和北斗导航技术提出了一种舰船导航控制系统,设计了基于物联网的北斗导航节点,分析了节点中各个模块的基本作用和实现原理,阐述了物联网数据通信实现的基本原理,对构建的基于物联网的舰船导航控制系统的抗干扰能力、静态和动态定位进行测试,测试结果表明系统具有良好的抗干扰能力,同时静态和动态定位精度都较高。     

基于机器人的舰船智能导航系统设计

随着AI控制技术的发展,智能机器人的应用领域在不断扩展,针对传统舰船导航系统航迹精度控制差的不足,设计一种基于机器人的舰船智能导航系统。智能导航系统的硬件部分由AMI1086芯片、FPGA电路控制模块、AIS信号收发模块、GPS导航模块和数据存储模块等部分构成,并给出基于机器人控制的舰船导航系统的主控程序,和用于航向纠偏的脉冲信号累计控制算法,以实现对舰船海上航行的精确控制。仿真结果表明,提出系统设计在航迹偏差方面要明显优于传统系统,有助于保证舰船的安全行驶。     

大数据平台舰船行驶信息优化提取系统

为实现舰船行驶行为的定向化控制,设计一种基于大数据平台的舰船行驶信息优化提取系统。按照Hadoop大数据框架的部署条件,连接必要的数据量化模块,实现舰船行驶信息优化提取系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,分别计算大数据存储总量、平台化结构向量及必要提取系数,实现系统的软件运行环境搭建,结合相关结构硬件设备,完成大数据平台的舰船行驶信息优化提取系统设计。对比实验结果表明,与传统提取系统相比,应用优化提取系统后,QIR指标出现明显的提升趋势,舰船行驶信息也得到了有效的定向化控制管理。     

微惯性器件在导航工程中的应用研究

针对传统导航系统体积偏大、导航算法效率较低的缺陷,将微惯性器件应用于导航系统的设计,给出了基于DSP单片机技术的硬件设计,在此基础上对导航算法进行了优化,完成了微惯性导航系统的软硬件完整设计方案,对于微惯性器件在导航系统上的应用,以及导航系统算法优化在理论和实践上都具有一定的借鉴意义。     

卡尔曼滤波对舰船导航系统精确性研究

本文将联合卡尔曼滤波器应用于舰船导航系统中。联合卡尔曼滤波器中的全局滤波器将获得的舰船导航系统的信息,按照信息分配系数,分给系统中的2个局部滤波器,以此来降低系统计算量,这种方式容错性强,提高了舰船导航系统的精度性和稳定性。     

增强现实的助航环境构建方法

舰船在海上航行主要依赖GPS、雷达以及相应的综合导航系统进行导航,而使用视频设备进行导航的很少.运用OSGART增强现实组件把视频信息与基于地理信息的虚拟环境相结合,通过对摄像机地理空间的三维标定,构造出一个在地理空间、视觉空间和物理空间统一的合成环境平台.这个平台通过虚拟三维信息标注、视频信息与相应的虚拟海洋环境信息融合为航行导航手段.这种基于增强现实的导航方式与现在的GPS和雷达导航方式相比较,具有自然直观,空间立体感强及方便想象等特点,实验结果表明了系统的可行性.     

多航道舰船货物运输路线最优选取系统设计

传统舰船货物运输线路选取系统存在航道分配混乱、运行操作占用时间过长等弊端。为解决上述问题,设计一种新型的多航道舰船货物运输路线最优选取系统。通过基础选取架构设计、最优操作模块设计2个步骤,完成新型舰船路线最优选取系统的硬件运行环境搭建。通过选取协议连接、存储数据库设计、基本选取流程完善3个步骤,完成新型舰船路线最优选取系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件环节,实现多航道舰船货物运输路线最优选取系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统系统相比,应用新型运输路线最优选取系统后,航道分配混乱情况得到明显缓解,系统运行操作占用时间的最大值始终不会超过30 s。     

基于视觉传达的船舶组合导航人机交互界面系统

针对船舶航行环境复杂、天气多变等因素给船舶组合导航带来的诸多问题,提出一种基于视觉传达的船舶组合导航人机交互界面系统。首先设计带有地图创建、路径规划、人机交互、组合导航四大模块的硬件系统,秉持模块化的设计理念设计图像预处理和基于地图匹配-GPS-航行状态组合的软件程序,并在程序中添加图像特征提取技术,获取地图图像的直线特征。最后将软件程序添加到硬件系统中,利用地图匹配算法获取最佳航行路径。实验结果表明,系统的导航精度高、轨迹规划和避障能力强。     

多状态下舰船分布式能源运行在线监测方法

为实时掌握舰船分布式节点在能源运行过程中所处的位置信息,提出多状态下的舰船分布式能源运行在线监测方法。按照能源负荷量的预测结果,选取相关分布式运行指标,完成多状态下舰船分布式能源的运行管理。在此基础上,搭建完整的ZigBee传输环境,结合在线数据库的连接现状,计算节点处的监测系数,完成舰船分布式能源运行在线监测。对比实验结果表明,与传统监测方法相比,应用新型监测方法后,舰船分布式节点的最大覆盖率达到90%,单一位置处能源运行输出量最大值超过75 kJ,能够达到实时掌握运行位置信息的目的。     

DSP平台的舰船图像增强系统

针对船舶航行图像对比清晰度较低的问题,设计基于DSP平台的舰船图像增强系统。按照DSP处理框架的执行需求,连接图像采集模块及信息增强电路,完成新型图像增强系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,根据舰船图像的信息管理模式,计算具体的函数增强公式,完成系统的软件运行环境搭建,联合相关硬件设备结构,实现DSP平台舰船图像增强系统的顺利应用。对比实验结果表明,与FPGA图像处理系统相比,应用增强型系统后,雾化度指标数值明显降低,船舶航行图像对比清晰度过低的问题得到有效解决。     

舰船导航系统超分辨率图像智能提取技术研究

传统船舶导航图像智能提取模型存在方向分辨混乱、地理位置信息不精确等弊端。为解决上述问题,设计基于船舶导航系统的新型Zernike超分辨率图像智能提取模型。通过硬件器件选择、初始软件配置2个步骤,完成超分辨率图像舰船导航系统运行环境的搭建。在此基础上,通过确定Zernike表达式、获取识别图像分辨率矩值、完善智能提取流程3个步骤,完成新型舰船应用模型的搭建。分析对比实验结果可知,应用基于船舶导航系统的新型超分辨率图像智能提取模型后,方向分辨混乱、地理位置信息不精确等问题都得到明显改善。