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基于AIS的控制河段船舶视觉跟踪控制系统研究
| 论文题名： | 基于AIS的控制河段船舶视觉跟踪控制系统研究 |
| 关键词： | 内河航运;船舶识别;视觉跟踪;监视系统;控制算法 |
| 摘要： | 随着内河航运业的快速发展，船舶数量不断攀升，内河通航压力逐渐增加。由于内河存在较多弯曲、狭窄的控制河段，加之部分船舶违章航行，极易造成航道拥堵与交通事故。控制河段的船舶通航指挥监控主要依靠瞭望与VHF通话，既缺乏通航船舶的状态和图像信息，又耗费人力、物力且效率低下。按照“数字航道”的建设要求，在控制河段信号台智能辅助指挥系统的建设中，丰富的船舶图像信息有助于制定通航决策，提高通航效率，减少事故并加强执法力度。为此，展开了融合船舶自动识别系统(Automatic Identification System，AIS)与闭路电视(Closed Circuit Television，CCTV)技术的船舶智能跟踪监视系统研究。 论文提出了基于AIS的船舶视觉跟踪控制系统，着力解决控制河段目标船舶的视觉跟踪难点，并实现船舶视觉跟踪系统的智能化。系统自动完成船舶航行状态信息的采集与解析，并建立本地视觉监控坐标系。在目标船舶跟踪过程中，首先完成目标船舶的初始对准，并根据船舶的航行状态参数进行动态预测跟踪。为了提高跟踪精度，辅以图像识别的方法校正船舶的位置误差和预测误差。与此同时，根据设定的目标图像放大倍数和物距的变化自动调节焦距。论文的主要研究内容如下： (1)分析了内河航道船舶视觉跟踪技术发展现状，设计出了AIS与数字云台摄像机联动的目标船舶跟踪控制平台，完成了设备选型。 (2)在本地视觉坐标系的基础上，提出了视觉跟踪控制算法。在静态对准跟踪的同时，按相等的时间间隔预测跟踪角度以平滑图像和消除跟踪滞后，并着力解决误差问题，通过仿真验证了算法的有效性。 (3)根据视觉跟踪监控系统的多任务具有较高实时性要求，构建了基于多线程的软件框架，设计了各线程的具体工作流程。深入地进行AIS信息采集与解码研究，同时完成了基于网络视频服务器的实时视频采集。 |
| 作者： | 靳智 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 梁山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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