基于空间分布与统计特性的海面远景目标检测方法

海面运动载体获取的可见光图像中,远景目标成像面积小、特征不显著、信噪比较低等特点增大了目标检测难度,现有方法难以同时取得较高的查全率与较低的虚警率。作者根据目标在图像中的空间分布与统计特性,提出了一种海面远景目标检测方法。首先结合直线特征与界线特征实现海天线检测,然后根据拉伊达准则实现明度图像中疑似目标像素与背景像素的分离,得到二值图像,最后对二值图像进行形态学处理,并根据疑似目标区域与海天线的位置关系,排除干扰区域。测试结果表明:所提方法具有较高查全率与较低虚警率,且实时性和鲁棒性较强。     

一种基于有限状态机模型的局部转向避碰路径规划算法

针对多礁石、渔船等障碍物的近海复杂环境下的一些应用,提出了一种基于有限状态机(finite-state machine,FSM)模型的无人船(unmanned surface vehicle,USV)局部转向避碰路径规划算法。首先,基于速度障碍法和障碍物区域分层方法,获取无人船固定航速条件下的航向角约束解析结果。然后,基于该约束条件及障碍物探测情况设计FSM的有限状态及执行动作和状态迁移条件,其中,通过转向控制实现向目标位点或缓冲位点进行导航的状态为FSM的2个重要状态。最终通过FSM的执行实现局部转向避碰路径规划。仿真结果表明提出的多障碍物避碰算法具有可行性和实用性。该方法易于改进和扩展,且容易与当前主流的无人船控制系统结合,有利于无人船避碰系统快速工程化的实现。     

一种无人船水深测量系统及试验

针对浅水、未知、污染等困难地区的水深测量,研制了一种无人船水深测量系统。该系统包括岸基(母船)控制单元和测深船单元,其中岸基控制单元利用无线电遥控测深船走航测量并实时接收测量数据,测深船单元搭载GPS、电子罗盘、声学测深仪和主控系统。目前已开展了4次湖试和1次海试,验证了无人船用于水深测量的可行性和实用性。     

无人船系统应用于水库水样离岸采集——以棘洪滩水库为例

水库水质监测是水库水质评价的重要依据,通常需要现场采水样后带回实验室进行检测与分析。然而一些特殊情况下,例如库区无船、情况复杂等,只能获得沿岸水样,导致水质监测结果无法代表水库整体水质质量。本文针对水库的水样离岸采集,基于自研发的无人船系统,设计集成了采水泵,并利用无人船位点跟踪技术,实现了远距离定点遥控采水样功能。在青岛棘洪滩水库,利用该系统,设置了两个采样点(离岸50 m和离岸1300 m),并成功获取了水样。在实验室内,利用分光光度计、离子色谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等设备,完成了所采集水样的水质分析。实验结果表明,无人船应用于水库水样离岸采集具有可行性、实用性。     

一种海洋环境监测无人船系统及其海洋应用

无人船是一种新型的无人多功能海洋监测平台,能够以遥控或自动方式完成连续性海洋参数测量。针对湖泊和近海的海洋环境监测,自主研发了一种双体双推进式无人船系统"USBV"。利用该无人船系统,搭载信标差分GPS、单波束测深仪和CTD(温盐深仪),于2014-10-11在连云港当路水库和连岛海域,开展了水深、温度和盐度的自动航行监测。通过分析无人船的自动航行性能和深度、温度与盐度的测量结果,验证了无人船"USBV"用于海洋环境监测的自动性和可行性。