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水面无人艇视觉临场感遥操控技术研究
| 论文题名： | 水面无人艇视觉临场感遥操控技术研究 |
| 关键词： | 水面无人艇;视觉临场感;遥操控技术 |
| 摘要： | 近些年来越来越多的无人装备开始应用在军事、救援和探测等领域，并取得了较好的应用效果。在自动化得到极大应用的今天，水面无人艇自动化程度也不断的在提高,出现了许多采用自主避障技术的无人艇。但是在进行侦查、海上搜救、内河航行和港口巡逻等任务时，人工遥控模式将发挥出更好的效果。本文旨在对水面无人艇视觉临场感遥操控系统进行研究，设计出一种操作便捷、符合“人-机-环”系统工程的水面无人艇遥操控系统，并针对图像通信占用带宽较大的情况，设计了体感视觉临场感系统，即解决了通信带宽问题，又可以像真实操船一样操纵无人艇。 本文介绍了课题的背景、目的和意义，分析了国内外“人-机-环”系统工程、人脸识别技术和视频压缩编码的发展历史和研究现状。首先需要为遥操控系统和体感式视觉临场感系统设计一艘无人艇，以作为应用平台。在对水面无人艇系统的进行功能需求分析后，制定了水面无人艇系统的总体方案，对艇载端设备进行了选型与布局，并根据《机动小艇操舵部位的视野GB/T-18815-2002》着重地对艇载摄像头布局进行了分析。对水面无人艇遥操控系统和体感式视觉临场感系统进行了方案设计。 结合“人-机-环”系统工程，利用设计展开法对水面无人艇操控台进行分析与设计。在阅读了船外机技术手册并对船外机实体进行必要的测量后，设计水面无人艇遥操控系统，即利用USB操纵杆通过上位机界面和控制电路控制船外机进行工作。 在研究了人脸识别技术的基本原理和基本方法后，构造人脸识别分类器，进行人脸识别实验，通过分析实验结果得出影响人脸识别准确性的因素。在对体感式视觉临场感系统软件进行功能分析后，应用MFC并结合视频编码设备厂商提供的开发工具编写体感式视觉临场感系统软件，从而实现视觉临场感的生成。 在系统设计完成的基础上，对水面无人艇遥操控系统和体感式视觉临场感系统进行实验。遥操控系统实验中，在调试控制电路各模块以及操控界面之后，对操纵杆控制船外机油门、档位和升降进行了实验，结果表明该系统可提高无人艇操纵的便捷性；体感式视觉临场感系统实验中，在对系统功能进行测试后，测量图像数据量并与传统图像系统进行对比分析，结果表明相对传统图像系统可明显节约通信带宽。 |
| 作者： | 王诗强 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 薛开 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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