向家坝过机船舶吃水航速检测系统数据处理的研究
发布时间：2024-03-02 19:17
向家坝升船机是继三峡升船机之后三峡集团修建的第二座巨型升船机。为保障向家坝升船机的通航安全,本文开发了一套船舶吃水及航速检测系统,以达到对通航船舶的吃水深度及进出升船机船厢的航速实时检测和预警的目的。本文首先设计了向家坝升船机过机船舶吃水航速检测系统的整体方案,系统包括船舶信息管理子系统、AIS船舶自动识别子系统、船舶吃水检测子系统、航速检测子系统和图像采集子系统,其中船舶吃水检测子系统分为上游仰扫式吃水检测子系统和下游侧扫式吃水检测子系统。系统通过AIS船舶自动识别子系统确定目标船舶,通过上游仰扫式吃水检测子系统和下游侧扫式吃水检测子系统,分别检测下行目标船舶和上行目标船舶的吃水深度,通过航速检测子系统检测目标船舶进出船厢的航速大小,通过图像采集子系统对目标船舶进行图像信息采集,最后由船舶信息控制管理子系统控制各子系统工作时序,将采集到的所有数据进行融合处理得到检测结果,并存入数据库中。本文详细介绍了各子系统的工作原理和组成,重点论述了船舶吃水检测子系统、航速检测子系统的数据处理和各个子系统的数据融合。系统采用4G串口服务器模块完成RS-485串口数据与网络数据之间的转换,实现系统数...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题概述
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外船舶吃水检测技术研究现状
1.2.2 国内外船舶航速检测研究现状
1.2.3 船舶吃水航速检测系统数据融合技术的研究现状
1.3 本文研究内容及章节安排
2 船舶吃水航速检测系统方案设计
2.1 总体方案设计
2.1.1 系统概述
2.1.2 系统构成
2.2 上游仰扫式吃水检测子系统
2.2.1 仰扫式吃水检测子系统构成
2.2.2 仰扫式吃水检测子系统工作原理
2.2.3 超声波传感器串扰问题解决方案
2.3 下游侧扫式吃水检测子系统
2.3.1 侧扫式吃水检测子系统构成
2.3.2 侧扫式吃水检测子系统工作原理
2.3.3 超声波传感器串扰问题解决方案
2.4 航速检测子系统
2.4.1 航速检测子系统的构成
2.4.2 基于多普勒效应的雷达测速工作原理
2.5 AIS船舶自动识别子系统
2.5.1 AIS系统工作原理
2.5.2 AIS设备的选型
2.6 图像采集子系统
2.6.1 图像采集工作原理
2.6.2 图像采集设备的选型
2.7 船舶信息控制管理子系统
3 系统软件设计
3.1 检测系统的软件结构设计
3.2 船舶吃水检测子系统
3.2.1 上游仰扫式吃水检测子系统设计
3.2.2 下游侧扫式吃水检测子系统设计
3.3 航速检测子系统设计
3.3.1 航速检测子系统工作流程
3.3.2 测速雷达的数据解析
3.4 AIS船舶自动识别子程序设计
3.4.1 AIS船舶自动识别子系统工作流程
3.4.2 AIS数据解析
3.5 船舶信息控制管理子系统设计
3.5.1 软件开发环境
3.5.2 子系统设计
3.6 图像采集子系统设计
3.6.1 子系统工作流程
3.6.2 激光相机的工作参数配置
3.7 数据库设计
3.7.1 PostgreSQL数据库管理系统
3.7.2 数据库方案设计
4 系统的数据传输、处理及融合
4.1 系统的数据传输方案设计
4.1.1 系统组网方案设计
4.1.2 无线传输模块选型与配置
4.1.3 4G传输模块工作原理
4.2 仰扫式吃水检测子系统的数据处理
4.2.1 环境参量的数据修正
4.2.2 系统噪声处理
4.3 侧扫式吃水检测系统的数据处理
4.3.1 系统噪声的处理
4.3.2 数据幅值标准化
4.3.3 信号幅值细分算法
4.4 航速检测子系统的数据处理
4.5 船舶信息管理系统的数据融合
4.5.1 数据融合理论
4.5.2 数据融合模型构建
5 系统测试结果与分析
5.1 仰扫式吃水检测子系统测试
5.1.1 模拟船标定测试
5.1.2 现场实船测试
5.2 侧扫式吃水检测子系统测试
5.2.1 实验室环境测试
5.2.2 向家坝现场测试
5.3 航速检测子系统测试
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3917271
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题概述
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外船舶吃水检测技术研究现状
1.2.2 国内外船舶航速检测研究现状
1.2.3 船舶吃水航速检测系统数据融合技术的研究现状
1.3 本文研究内容及章节安排
2 船舶吃水航速检测系统方案设计
2.1 总体方案设计
2.1.1 系统概述
2.1.2 系统构成
2.2 上游仰扫式吃水检测子系统
2.2.1 仰扫式吃水检测子系统构成
2.2.2 仰扫式吃水检测子系统工作原理
2.2.3 超声波传感器串扰问题解决方案
2.3 下游侧扫式吃水检测子系统
2.3.1 侧扫式吃水检测子系统构成
2.3.2 侧扫式吃水检测子系统工作原理
2.3.3 超声波传感器串扰问题解决方案
2.4 航速检测子系统
2.4.1 航速检测子系统的构成
2.4.2 基于多普勒效应的雷达测速工作原理
2.5 AIS船舶自动识别子系统
2.5.1 AIS系统工作原理
2.5.2 AIS设备的选型
2.6 图像采集子系统
2.6.1 图像采集工作原理
2.6.2 图像采集设备的选型
2.7 船舶信息控制管理子系统
3 系统软件设计
3.1 检测系统的软件结构设计
3.2 船舶吃水检测子系统
3.2.1 上游仰扫式吃水检测子系统设计
3.2.2 下游侧扫式吃水检测子系统设计
3.3 航速检测子系统设计
3.3.1 航速检测子系统工作流程
3.3.2 测速雷达的数据解析
3.4 AIS船舶自动识别子程序设计
3.4.1 AIS船舶自动识别子系统工作流程
3.4.2 AIS数据解析
3.5 船舶信息控制管理子系统设计
3.5.1 软件开发环境
3.5.2 子系统设计
3.6 图像采集子系统设计
3.6.1 子系统工作流程
3.6.2 激光相机的工作参数配置
3.7 数据库设计
3.7.1 PostgreSQL数据库管理系统
3.7.2 数据库方案设计
4 系统的数据传输、处理及融合
4.1 系统的数据传输方案设计
4.1.1 系统组网方案设计
4.1.2 无线传输模块选型与配置
4.1.3 4G传输模块工作原理
4.2 仰扫式吃水检测子系统的数据处理
4.2.1 环境参量的数据修正
4.2.2 系统噪声处理
4.3 侧扫式吃水检测系统的数据处理
4.3.1 系统噪声的处理
4.3.2 数据幅值标准化
4.3.3 信号幅值细分算法
4.4 航速检测子系统的数据处理
4.5 船舶信息管理系统的数据融合
4.5.1 数据融合理论
4.5.2 数据融合模型构建
5 系统测试结果与分析
5.1 仰扫式吃水检测子系统测试
5.1.1 模拟船标定测试
5.1.2 现场实船测试
5.2 侧扫式吃水检测子系统测试
5.2.1 实验室环境测试
5.2.2 向家坝现场测试
5.3 航速检测子系统测试
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3917271
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3917271.html