船舶拟人智能避碰决策理论模型的构建与验证

为了从根本上解决人为因素导致船舶碰撞和搁浅触礁事故的发生,尽可能地减少人为因素的参与是杜绝海事事故发生的一种可行方案,研发具备自动决策功能的船用智能避碰导航仪[1](Vessel Intelligent Collision Avoidance Navigator,简称VICAN)是解决此类问题的一种方案.本文的研究以船舶拟人智能避碰决策(Personifying Intelligent Decision-making for Vessel Collision Avoidance,简称PIDVCA)自动化研究所取得的成果为基础,从解决问题的研究思想方法构建了PIDVCA理论模型,阐述了理论模型的验证方法及其验证效果,最后在总结研究成果的基础上,指出了此项研究成果的应用前景.     

船舶碰撞过程动态仿真系统的研究与应用

为了对船舶碰撞事故进行过程再现,基于船舶操纵模拟器技术提出了一种船舶碰撞过程动态仿真系统的设计方案,并对系统结构、关键技术和动态仿真的研究步骤进行了详细的论述,最后应用所开发的系统对发生在长江口北槽航道的一起碰撞事故进行了动态仿真和分析.该系统的研究与应用可为海上安全主管机关调查和处理船舶碰撞事故提供一种新的途径.     

不同船舶目标电磁散射仿真

为了解决船舶电大尺寸目标计算速度慢、内存需求量大、仿真周期长等问题,利用大面元物理光学（large element physical optics,LE-PO）算法,通过计算机仿真,建立油船、散货船两种船舶的三维模型,分析总结输入不同极化方式、不同频率、不同入射角以及不同船首向对RCS（radar cross section）的影响。研究结果表明,大面元物理光学法(LE-PO)可完成船舶电大尺寸目标的电磁分析计算,可为油船、散货船的目标识别提供理论参考依据。     

基于DEM和SAR的航海雷达地形回波仿真

由于仿真地形数据库制图工作量巨大,因此目前航海雷达仿真中物标雷达反射率模拟的工程应用受到极大限制。提出基于DEM(Digital Elevation Model)和同波段SAR(Synthetic Aperture Radar)数据反演,获取物标反射率信息,作为地表雷达反射率仿真的依据,结合雷达方程,建立航海雷达地表反射率模型;考虑雷达回波地形的高程遮挡关系,给出了航海雷达地形回波生成算法,GPU编程实现。通过与传统仿真方法和真实雷达回波图像的比较,表明该算法与真实雷达回波更接近,更能体现地表回波图像的雷达反射率细节和不同量程下的回波图像变化。     

移动对象轨迹预测

为了帮助人们了解移动对象轨迹预测研究领域的成果,并准确预测移动目标运动趋势,对国内外相关文献进行了系统梳理和归纳。从基于物理机理建模、基于移动对象行为建模和基于移动个体交互建模三个方面对移动对象轨迹预测技术进行了分析。分别阐述了相关算法的核心原理方法,以及在轨迹预测中的适用范围和优缺点,指出移动对象轨迹预测研究所面临的挑战和研究重点。     

船舶拟人智能避碰决策理论模型的构建号验证

为了从根本上解决人为因素导致船舶碰撞和搁浅触礁事故的发生,尽可能地减少人为因素的参与是杜绝海事事故发生的一种可行方案,研发具备自动决策功能的船用智能避碰导航仪（Vessel Intelligent Collision Avoidance Navigator,简称VICAN）是解决此类问题的一种方案。本文的研究以船舶拟人智能避碰决策（Personifying Intelligent Decision-making for Vessel Collision Avoidance,简称PIDVCA）自动化研究所取得的成果为基础,从解决问题的研究思想方法构建了PIDVCA理论模型,阐述了理论模型的验证方法及其验证效果,最后在总结研究成果的基础上,指出了此项研完成果的应用前号。     

AR-HUD技术在船舶值班瞭望中的应用

为帮助船舶驾驶员快速获取船舶避碰信息以及航行中其他物标信息,利用增强现实抬头显示技术和增强信息投影算法,分析驾驶员、目标船和本船挡风玻璃三者之间的空间关系,建立了从海面会遇船舶到投影设备屏幕坐标,以及与人眼几何投影关系的数学模型,提出了一种基于AR-HUD的辅助瞭望系统架构。通过计算机仿真,建立本船与两条目标船会遇局面,并根据驾驶员观察的方向,投影对应避碰信息。仿真结果验证了AR-HUD技术在船舶值班辅助瞭望中具有较强的适用性。     

基于AIS数据的船舶会遇挖掘与分析

为实现在AIS海量数据中快速高效地识别会遇船舶信息,对会遇船舶航行过程实施监控和分析,识别研究水域内存在的海上交通安全风险点。以台湾海峡部分区域内的AIS数据作为研究对象,运用改进的DBSCAN聚类算法,结合船舶会遇特征参数计算,挖掘两船会遇与多船会遇信息,根据船舶方位和航向差划分船舶交叉、对遇和追越三种会遇局面,并通过定量化方式多维度描述不同类型的船舶会遇过程。结果表明:分析轨迹数据的时空特性可以再现船舶会遇场景,能更清晰全面地展现船舶的会遇过程。     

基于纹理识别的航海雷达溢油监测系统

为了实时监测海面溢油情况,根据航海雷达特点,梳理出一条利用航海雷达进行溢油监测的技术路线,主要涵盖系统框架设计、核心油膜提取算法等.其中,系统框架采用DSP处理芯片,对雷达视频信号进行采样处理,选用PCI接口便于拓展应用,选取基于纹理识别的方法用于油膜提取.该技术路线理论可为后期深入研究和系统开发提供理论基础.