水面无人艇控制器设计与避碰试验

针对传统无人艇通信距离短,功能少的问题,设计一种新的无人艇航行控制器。首先在试验用的无人艇上搭载并调试好各种通信和控制设备,然后在VS2017环境中编写控制程序,使之具备实现岸站与无人艇的通信、数据采集、下达运动控制指令等功能,并在无人艇上装备航海雷达,在航行过程中不断扫描水域环境,提取附近的障碍物信息。最后进行拖曳水池试验和湖试,验证无人艇的操纵性能和所编程序的有效性。试验结果表明,利用所设计的无人艇控制器及编写的程序能实现无人艇自主航行,并采取合理的措施避让障碍物,在软件地图中可以显示无人艇的运动轨迹。

面向无人艇雷达图像的连通区域标记改进算法

搭载雷达的无人艇在水域中航行时,通过雷达扫描水域附近的环境以识别无人艇周围的障碍物,为了区分雷达图像中的障碍物,通常采用连通区域标记算法对不同障碍物进行标记。由于杂波对雷达成像的干扰,造成雷达图像中像素点增加,使用常见的算法处理图像时效果不佳,为此,提出一种改进算法,在常见算法的基础上增加去除杂波像素点的功能,并标记出图像中的最大障碍物。经过实验分析后可知,相比于改进前的算法,改进后的算法减少了标记的区域数量,处理后的雷达图像更加平滑,便于无人艇对最大障碍物进行预警以及采取合理的避碰措施。

单点系泊稳定性分析与鱼尾运动对策

针对悬链锚腿系泊(CALM)单点系泊系统实例,利用稳定性理论和时域仿真方法进行研究。首先对在风、浪、流作用下的单点系泊(SPM)系统进行动态稳定性分析,并使用时域仿真验证动稳性分析的有效性,接着重点研究何种风浪流组合容易使系统产生鱼尾运动,分析鱼尾运动的危害,提出并验证拖轮协助和油船螺旋桨倒车阻止鱼尾运动的可行性,最后对这2种方法相关参数进行敏感性分析。在实际工程中,通过对遭遇的环境荷载的判断,可以有效地预测鱼尾振荡的可能性,以及时采取可靠措施。