基于深度学习的海上目标快速检测方法

在智能海洋船艇自主导航和避障过程中，对周边环境的感知能力非常重要。本文针对智能船艇对环境感知的速度和精度需求，提出了基于深度学习的海上目标快速检测方法，并构建了以船舶、浮标和岛屿为检测目标的海上目标数据集。本方法通过提取目标图像不同尺度特征语义信息，应用多框检测器实现对目标的分类和定位，采用非极大值抑制算法筛选最优结果，实现了海上目标快速高精度检测。实验结果表明，本方法在自建数据集上取得了83.3%的识别正确率，单帧耗时9.8ms, 在相同实验条件下，正确率和单帧耗时均优于现有同类快速目标检测方法，证明了该方法可以满足智能船艇对环境感知的速度和精度需求。     

被动声定位技术的浅海近距离应用

利用被动声呐的三元测距技术能对浅海水面非合作声源目标进行定位。针对浅海背景噪声强,目标信号稳定性差的特点,采取了预白化方法提高高频信号的利用率,从而提高互相关时延估计的稳定性,又使用后置筛选方法选出可信度高的定位结果,解决了浅海近距离定位中的稳定性问题。通过海上实验对定位方法的稳定性进行验证,并将被动定位轨迹与目标航行的GPS轨迹进行对比。结果表明,在浅海近距离的定位稳定性较高,定位精度可达到米的量级。     

打桩船沉桩施工定位与碰撞预警实时监控系统开发与实现

针对复杂工况条件下海上打桩船施工定位与老旧码头改造、扩建过程中的海上打桩施工需求,研发了1套具有打桩船的精准导航、施工定位过程全要素实时三维立体化展示、桩身防碰撞预警以及竣工数据输出等功能的辅助定位系统。从需求分析、功能设计、核心算法、代码级实现方式以及实测应用方面对其进行阐述。该系统通过工前预控、辅助定位与竣工数据留存,精确评估施工安全性,可实现对整个海上打桩施工定位过程的全方位精准管控,满足施工人员的安全质量管控需求。     

粒子群优化算法在船舶动力定位模拟器推力系统中的应用

随着人类社会与生产力的发展,陆地资源已经难以满足人们的需求,海上自然资源的开发和利用成为了当前各个国家的发展重心。深海资源的有效开发与利用依赖于良好的船舶定位技术,传统的锚链锚泊定位精度差,稳定性差,难以满足船舶与海上平台的作业要求。船舶动力定位技术具有良好的精度和灵活性,成为业内研究的热点。本文针对船舶动力定位模拟器推进系统,采用了粒子群优化算法研究了推进系统的动力分配问题,并进行了动力定位模拟器推力系统的性能仿真,有利于改善船舶的海上动力定位效果。     

油管插入密封的实用性改造设计

针对由于作业需求不同,定位密封与隔离密封无法通用,海上紧急作业时,只能将定位密封单向改为隔离密封使用的问题。从其工作原理出发,通过数据分析,设计一种可以在定位和隔离2种形式之间任意转换的插入密封,用以满足海上紧急作业需求。     

“北斗”与天文船位线联合定位研究

针对"北斗"定位系统和海上天文定位存在的缺陷,提出舰船在海上利用北斗卫星和天文船位线进行联合定位的方法,重点讨论了两颗北斗卫星和一条天文船位线联合定位方程的求解,并对定位结果进行了仿真分析,表明方案可行,精度也完全满足海上舰船定位的要求。     

基于DeltaOS的测量定位雷达对动目标处理和显示研究

针对测量定位雷达的高实时性和国家武器装备的安全性问题,研究实现了基于龙芯3A处理器在实时操作系统(DeltaOS)下对海上动目标舰船的精度测量。通过研究DeltaOS系统下的图形开发和实时任务调度机制,详细阐述了DeltaOS操作系统下的GUI设计架构,采用滤波和外推算法对动目标舰船运动轨迹进行估计和显示。现场实测实验表明该国产系统建构可以满足对海上运动舰船的实时精确测量定位的要求。     

水下合作目标三维定位技术

在进行合作目标海试测量时,测量船需要对水下目标进行实时高精度测距定位.针对此需求,本文在综合对比当前2种典型的水下定位技术优缺点的基础上,采用水面水下同时基技术设计了基于3个差分GPS浮标的水下合作目标三维定位系统,建立了系统定位解算模型.海试实验表明,该定位技术能获得与差分GPS相近的水下立体定位精度,并且具有使用定位浮标少,海试布放简便的特点.     

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。     

基于Kalman滤波的激光陀螺系统极标定方法研究

针对传统的分立标定方法标定精度受姿态基准精度的制约,且不满足带减振器的惯性测量单元(IMU)标定及现场标定的需求,提出一种基于Kalman滤波器的系统级标定方法.为了确保解的唯一性,该方法引入了基准坐标系的约束条件,以速度误差为观测量,对激光陀螺及加速度计相关误差参数进行最优估计及辨识.仿真结果证明该方法的有效性及可行性,满足高精度惯导系统的标定需求.