原文传递
基于激光传感器的船舶特征提取和流量检测
| 论文题名： | 基于激光传感器的船舶特征提取和流量检测 |
| 关键词： | 船舶运输;激光传感器;特征提取;FCM算法;流量检测;数据融合 |
| 摘要： | 随着我国内河运输事业的不断发展，船舶运输量变得越来越大，船舶流量和吨位的检测变得举足轻重。与此同时，航道管理部门对船舶运输的数字信息化水平也提出了更高的要求。尤其在船舶流量和吨位的检测方面，传统的人工检测局限性太大，已经不能适应现代航运发展的需要，寻找一种新的检测方式势在必行。苏南运河无锡段作为首个数字航道试验点，利用激光传感器对船舶特征进行提取，实现了流量和吨位的检测。本文即围绕激光传感器提取船舶特征值中的一些重要技术进行研究。 本文的主要工作及创新成果如下: 1、对国内外多种船舶检测技术进行了比较，创新地提出了利用两个激光传感器对船舶具体特征进行检测的思路。对水位线自适应处理中的各个环节进行了逐个研究，给出了数据预处理时的数据筛选范围及二维投影公式;深入研究了FCM算法，并结合水位线数据特性给出了一种改进的FCM算法，通过性能比较，验证了改进算法的优越性;利用最小二乘法对水位线进行倾斜校正，最后对水位线进行去除，通过实验取得不错的效果。 2、由于去除水位线的船舶轮廓并不是完全连通的，因此引入了数学形态学方法对船舶轮廓图进行处理。详细阐述了数学形态学中几种运算的原理及性质;在实际轮廓检测中，研究并确定了适当的结构元素用来进行膨胀操作;对膨胀后的图像，利用八链码进行连通区域的标识，对不同的船舶区域进行了区分;针对轮廓检测中存在的问题进行深入分析，提出了船舶轮廓重构的解决方案，并给出了对应的公式;将轮廓重构后和未进行重构的船舶宽度和出水高度，分别与实际船舶宽度、出水高度进行比较，验证了轮廓重构的正确性和必要性。 3、基于两个激光传感器的数据融合对船舶长度进行提取。首先深入研究了传感器数据的时空配准问题，结合激光传感器安装的实际情况，提出了符合本系统的坐标系转换;详细阐述了船舶速度检测原理，并给出了实际计算公式;深入分析船舶运行的实际情况，构建了船舶量测—航迹模型，采取合适的数据关联算法，将两个激光传感器数据进行融合，取得了比较理想的效果;基于船舶面积与吨位的内在联系进行深入分析，从而较好地计算出在航船舶的实际吨位，最后对船舶检测系统进行仿真显示。 |
| 作者： | 沈世宏 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 李蔚清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
