无人船红外图像单目视觉检测与跟踪研究

无人船可用于海洋探测、军事侦查、军事打击等领域,结合GPS、AIS、无线通信技术以及图像视觉技术使得无人船实现智能化控制。无人船红外图像的单目视觉检测对实现目标检测以及跟踪具有至关重要的作用。本文提出使用YOLOV7算法对红外图像目标进行识别,确定红外图像训练集,对图像进行预处理后完成模型的训练及更新,最终实现对红外图像目标的识别。将KCF算法应用于红外图像目标跟踪,研究KCF算法对目标的跟踪流程,使用KCF算法和DCF算法进行仿真分析发现,同等情况下,KCF算法的跟踪准确率为78%,优于DCF算法。

基于液压控制技术的船舶自动应急抗倾覆装置设计

船舶在航行过程中受到波浪影响容易发生倾覆事故,对人员安全造成极大威胁。本文在研究Conolly船舶横摇模型的基础上,提出一种基于液压控制技术的船舶自动应急抗倾覆装置的设计方案,使用减摇鳍来降低船舶的横摇幅度,并通过DSP控制器+Conolly船舶横摇模型的闭环控制方案实现船舶自动应急抗倾覆的目的。通过升力传感器、行程反馈和角度反馈的信号,然后计算出最优的控制信号发送给液压缸并驱动减摇鳍,产生与船舶横摇方向相反的力矩,系统能够动态响应海况变化和船舶运动,对自动应急抗倾覆装置进行仿真,结果表明,系统具有较好的适应性和实时性。

基于计算机辅助的船舶复杂曲面结构设计

本文研究计算机辅助技术在船舶复杂曲面结构设计中的应用,分析复杂曲面结构设计的特点,阐述复杂曲面结构设计的流程,重点研究基于计算机辅助的曲面展开技术,对比B样条方法和NURBS法在复杂曲线和曲面表达中的应用效果,提出一种自适应网格优化算法的实现方法,并和传统网格划分进行对比。结果表明,自适应网格划分加强了复杂曲面结构的细节表达,有效降低了结构的设计误差。

数据库技术在船舶破舱稳定性计算中的应用

船舶破舱稳定性的计算会随着船舶类型、舱位、人数、碰撞位置不同而不同,目前尚未建立一个统一的计算模型来实现船舶破舱稳定性计算,且破舱稳定性计算量大,建立的计算模型较为复杂。本文提出使用数据库技术、云平台技术建立一个综合的船舶破舱稳定性云计算平台,对概率性船舶破舱稳定性计算过程进行充分研究,计算分舱指数和概率因数,使用数据库技术实现对破舱稳定性计算相关数据的存储及查询,打通所有应用端、存储端和计算端的接口,并通过云平台的性能监控优化船舶破舱稳定性的计算模型。

舰船多方位视觉图像特征深度提取系统设计

基于视觉图像处理的特征提取和图像识别方案是对雷达和AIS的有效补充,有效识别其他船舶、礁石等可以有效保障舰船航行安全。本文提出一种基于CNN和拉普拉斯金字塔图像融合的视觉图像特征深度提取系统,设计了系统的基本结构,并分析了系统中各模块的基本功能,提出了基于CNN的特征深度提取方案,对船舶和浮标目标特征进行提取,使用拉普拉斯金字塔融合将不同舰船上获取的图像进行深度融合。本文建立的多方位视觉图像特征深度提取系统可以有效获取多种目标特征,并可以有效提高特征表示的丰富性和准确性。

船舶导航设备高频通信数据传输安全监测系统设计

船舶导航设备信息包括船舶位置、速度等敏感信息,对高频通信数据进行安全监测具有重要意义。本文分析船舶导航设备高频通信数据传输中存在的安全威胁,提出一种高频通信数据传输安全监测系统架构,从数据完整性校验以及高频通信入侵监测这2个方面对安全监测系统进行设计,构建哈希函数进行数据完整性校验,并通过快速唤醒机制、GPS同步、数据收集智能调度及夸层设计等多种方法可以有效降低延时性。测试结果表明,系统可以通过调度系统资源实现对高频数据通信中异常行为的监控。

统计能量方法在船舶噪声预测中的应用

船舶风机、螺旋桨、发电机等都会产生噪声,舱室的噪声对船员生活会产生一定影响。研究船舶舱室噪声的预测以及控制对船舶结构辅助设计具有重要意义。本文介绍了统计能量方法(SEA)的基本原理,研究了SEA能量传递模型,给出了梁系统、标准平板等的模态密度计算公式,分析了船舶的噪声来源,并研究了不同噪声激励、舱室钢板吸声系数、内损耗因子随频率变化的规律。使用VA One软件对船舶舱室噪声预测进行仿真,结果表明统计能量方法能够较为准确的对噪声进行预测。

纤维素膜在船舶排油污水分离系统中的应用

船舶在运输中会排放很多含油污水,对含油污水的处理具有重要的意义。纤维素膜具有多孔结构、亲水性和疏水性的特点,是一种较为常见的油水分离方法,本文提出一种基于纤维素膜技术的船舶排油污水分离系统,分析纤维素膜油水分离的原理和常见的改性方法,研究一种改性羧甲基化纤维素膜的制备方法,并对制备的改性纤维素膜性能进行分析。本文提出的船舶排油污水分离系统具有较好的油水分离效率和较高的膜通量,具有一定的应用价值。

基于图像处理和AIS数据的船舶异常行为报警系统

船舶数量增多在很大程度上影响着船舶航行的安全性,需要对其他船舶的异常行为进行判断并发出预警。单纯依靠AIS数据去判断船舶异常行为,存在数据准确度不高和信息滞后等问题。本文提出结合图像处理技术和AIS数据来对船舶异常行为进行综合判断,使用YOLO V3对获取的监控图像进行处理,对船舶目标进行有效识别,使用DBSCAN算法对船舶航迹进行聚类仿真,进而判断船舶的异常行为。最后将获取的图像目标识别、航迹聚类结果和异常行为规则库进行比较,实现对船舶异常行为的检测和报警。

新能源船舶路径跟踪自抗扰控制方法

新能源船舶运动路径控制属于欠驱动控制,传统PID控制动态性能较差,无法适应新能源船舶运动中遇到的扰动问题。本文在对新能源船舶进行运动分析的基础上,提出一种新能源船舶路径跟踪自抗扰控制器的设计方案,该路径跟踪自抗扰控制器包括舵角自抗扰控制器、扩张状态观测器和跟踪微分器等,对舵角自抗扰控制器、扩张状态观测器和跟踪微分器进行了详细设计,使用Matlab对新能源船舶自抗扰控制进行了仿真,得到了轨迹跟踪、首向角变化以及速度变化的仿真结果。仿真结果表明,设计的控制器能够对设定轨迹进行跟随,具有较好的稳定性。

基于视觉传达技术的舰船航行图像去雾增强方法

大雾天气对舰船在海上航行的安全造成极大干扰,同时也对雾天舰船的作战能力产生影响。大雾天气下获取的图像会存在舰船特征信息丢失、对比度失真等情况,本文提出基于视觉传达技术的舰船航行图像去雾增强方法,研究雾天的图像衰减模型,在此基础上研究直方图均衡法和多源目标融合图像去雾算法,并对比不同算法的图像去雾效果。提出基于视觉传达的船舶特征提取方法,实现视觉传达的雾天舰船航行图像监控系统,通过对图像的去雾及增强,改善了雾天下图像的视觉效果,提升了舰船航行的安全性。

基于STM32的舰船姿态监测系统设计

舰船在发射导弹或者舰载机起降时需要对舰船姿态实时监控,以提升舰船武器系统作战效率。本文提出一种基于STM32的舰船姿态监测系统,设计了系统的整体结构,通过倾角传感器、加速度传感器的测量数据实时获取舰船姿态,对传感器数据进行标定,获得了倾角传感器、加速度传感器的采集误差情况。单个传感器数据可能会存在异常或者错误的情况,提出使用卡尔曼滤波实现对多个传感器数据进行融合,数据融合结果和实际数据误差较小。本文设计的基于STM32的舰船姿态监测系统具有较好的实时性和稳定性。

数字孪生技术在船舶组立制造与设计中的运用

基于数字孪生技术,设置生产目标和约束条件,使用萤火虫算法、遗传算法以及粒子群算法等实现对组立设计制造的资源调度目标优化。构建的数字孪生组立设计制造模型可以实现对现实物理世界中组立设计制造过程的数字驱动,有效提升了组立设计制造的效率,实现组立设计制造过程的动态策略调整。

基于虚拟现实技术的船舶装配工艺仿真优化

传统依靠人工经验或者试错法的船舶装配不仅耗费大量的时间,同时也会给船舶装配带来极大的不确定性。本文将虚拟现实技术应用于船舶装配中,对船舶装配工艺仿真优化进行相关研究。构建船舶虚拟装配环境,包括虚拟装配建模、装配序列规划、装配路径规划、装配干涉检测、可达性分析以及装配过程仿真。船舶设计数据、装配工艺数据、虚拟环境数据以及人机交互数据为构建船舶虚拟装配工艺优化提供数据基础。使用数字化编号可以优化装配序列规划,采用包围盒法对虚拟模型碰撞检测进行优化,通过对比发现,优化后包围盒在空间上明显大幅减小,降低了不同零件模型之间的碰撞风险。

船舶机械液压系统中液压马达测试系统开发

船舶机械液压系统的稳定可靠工作对船舶安全运输具有非常重要的作用。液压马达是液压系统中的关键部件,本文提出一种基于深度神经网络的液压马达测试系统,详细分析了液压马达的基本结构,对液压马达测试系统的整体结构进行设计,包括数据采集与控制以及测试装置,重点对负载模拟装置进行设计,并研究了基于深度神经网络的液压马达故障测试流程,最后对某型号液压马达进行测试,结果表明系统具有较好的准确性和稳定性,能够实现对不同类型液压马达的测试工作。

船舶监控三维视觉图像模糊目标清晰处理研究

对船舶周围环境实时监控有利于提升航行的安全性,立体视觉技术通过计算图像之间的视差来重建目标的三维结构,但是三维视觉图像的构建严重依赖于图像质量。本文对暗通道分析技术和深度神经网络技术进行研究,分析图像去雾以及通过绘制环境场景进行还原的基本流程,提出一种基于MobileNet V2的轻量级雾浓度分类器,得到了不同训练周期时图像分类的训练准确率和验证准确率,对船舶监控三维视觉图像模糊目标清晰化处理进行验证试验,结果表明清晰化处理后的环境空间图像质量得到了大幅度提升。

舰船机械设备状态检测中光谱分析技术的应用

舰船机械设备的正常使用对于保证舰船作战能力至关重要,在海洋高盐分、高湿度等复杂环境中使用的机械设备经常会出现状态异常,传统舰船机械设备的维护和保养大多依赖人工经验,难以满足当代舰船机械设备的维护要求。本文提出一种基于原子光谱分析技术的舰船机械设备状态监测系统,阐述了光谱分析技术实现的原理,对元素浓度的测量过程进行分析,详细论述了舰船机械设备状态监测系统各模块的基本功能,对3个轴承状态进行监测,发现得到的结果和实际情况完全相符,证明本文构建的基于原子光谱分析技术的舰船机械设备状态监控系统可实现预定功能。

基于智能传感技术的船舶轮机管系建造的监督管理系统

船舶轮机管系建造是船舶制造的重要组成部分,传统的轮机管系建造监督管理存在数据错漏、管理费时费力、信息化水平不高等问题。本文在研究智能标签技术以及传感器技术的基础上,提出一种基于智能传感技术的船舶轮机管系建造的监督管理系统,设计了系统的整体架构,包括材料管理子系统、轮机管系测试子系统以及现场管理子系统。对各子系统的功能进行分析,详细介绍了现场管理子系统中人员管理的实现机制。本文提出的船舶轮机管系建造监督管理系统具有一定的应用价值,能够有效提升管道测试的自动化水平。

高海况下船舶动力定位混合控制器开发

在海洋资源开发中,船舶的动力定位精度至关重要。传统的定位锚泊技术受到海深、洋流、海浪以及海风等多种因素影响,难以达到控制要求。本文提出一种基于改进PID算法、神经网络算法以及模糊控制算法的船舶动力定位混合控制器,设计混合控制器的整体结构,对混合控制器中的改进PID算法控制器、神经网络控制器和模糊控制器进行详细设计和仿真。仿真结果表明,本文设计的船舶动力定位混合控制器能够实现对干扰信号的预测和跟随,且能够适应快速响应控制,因而具有较大的实用性和先进性。

无线射频技术在船舶危险品运输管理中的应用

船舶运输在全球危险品运输中具有不可替代的作用,船舶危险品运输是全球经济的重要一环,但在运输过程中存在爆炸、泄漏和腐蚀等风险,因而在运输过程中需要对这些危险品进行全程实时监控和管理。本文简要分析无线射频识别技术的基本原理,对无线射频识别系统、标签防碰撞以及中间件技术进行分析,在此基础上构建基于无线射频技术的船舶危险品运输管理系统的结构框架,设计了系统的整体架构和标签信息读取的基本流程,对标签数量和时隙数量的关系以及标签数量和系统吞吐率的关系进行研究,本文设计的系统具有良好的稳定性和可靠性。