我國水資源總量豐富,海岸線漫長,擁有眾多河流湖泊。水上樂園、水上游輪以及乘船等交通出行方式早已深深融入到大眾的日常生活中;但是,危險(xiǎn)同樣存在,在水面上,一旦發(fā)生船體側(cè)翻、觸礁以及其他不可控因素導(dǎo)致船體沉沒等安全事故,會造成十分嚴(yán)重的后果。因此,在船體發(fā)生安全事故導(dǎo)致沉沒后,如何快速有效的搜索定位落水人員,對減少人員傷亡以及財(cái)產(chǎn)損失具有重要研究意義。本論文分別針對水面目標(biāo)檢測和無人船系統(tǒng)研發(fā)進(jìn)行研究,提出了基于Faster Region with CNN feature（Faster-RCNN）和Single Shot Multi Box Detector（SSD）模型的目標(biāo)檢測算法;同時(shí),研發(fā)了一套由遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、本地基站和無人船組成的無人船系統(tǒng),將算法進(jìn)行了工程化實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了對水面目標(biāo)的快速搜索定位。本文提出基于Faster-RCNN和SSD模型融合的水面目標(biāo)快速檢測算法,專門針對船體沉沒事故導(dǎo)致的落水人員難以快速搜尋定位問題;Faster-RCNN算法和SSD算法是當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺目標(biāo)檢測領(lǐng)域的流行算法,選用新加坡公開的海洋數(shù)據(jù)集分別對兩種算法進(jìn)行訓(xùn)練,其中新加坡海洋數(shù)據(jù)集提供了渡輪... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

“海上貓頭鷹號”無人船該船可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的超視距控制，循環(huán)回收利用并且率先采用了現(xiàn)在無人

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.1“海上貓頭鷹號”無人船該船可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的超視距控制，循環(huán)回收利用并且率先采用了現(xiàn)在無人船普遍的岸基站式監(jiān)控設(shè)計(jì)模式；除此以外該船更是采用以下具有四個(gè)突出特點(diǎn)：一是船體長3米，重500千克，十分輕巧，便于進(jìn)行投送和部署；二是得益于優(yōu)良的設(shè)計(jì)，船體吃水深度僅18厘米，活動范圍廣泛，可在近岸極淺的水域內(nèi)活動；三是速度出眾，最大航速超過45節(jié)；四是續(xù)航時(shí)間長，在空載并且低速（航速為3~5節(jié)）的情況下，續(xù)航時(shí)間可以達(dá)到24小時(shí)，在不加油并且中速航行（航速為10~12節(jié)）巡邏續(xù)航時(shí)間可以達(dá)到10個(gè)小時(shí)；在滿載（攜載204千克有效載荷）并且航高速行的情況下，巡邏巡航時(shí)間最長可以達(dá)到8個(gè)小時(shí)；可以承擔(dān)雷區(qū)偵察、淺海監(jiān)視、海上攔截和保護(hù)港口碼頭周邊的安全等任務(wù)。與此同時(shí)，它能夠?qū)⑻綔y到的信息通過無線電設(shè)備實(shí)時(shí)傳回在10海里范圍以內(nèi)的控制站。該船的許多特點(diǎn)，成為了后續(xù)無人船的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2002年，美國太平洋司令部在“海上貓頭鷹號”的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的新型水面無人船“Spartan”號，該無人船相比前一代率先引進(jìn)了全球定位系統(tǒng)，無人駕駛系統(tǒng)以及功能更為強(qiáng)大的視距/超視距通信系統(tǒng)，是一艘真正意義上的全球無人船。除此之外該船還具有模塊化、可重構(gòu)、多任務(wù)、高速且半自主式水的特點(diǎn)，能夠攜帶3000磅的有效載荷。該船如下圖所示：圖1.2“Spartan”號無人船除美國以外，以色列由于有著豐富的無人機(jī)研究發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，通過其無人機(jī)技術(shù)的

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4轉(zhuǎn)化，在無人船領(lǐng)域一直處于世界前列。早在2003年，以色列國防部研發(fā)的“PROTECTOR”系列的無人船因?yàn)槌錾男阅芏碜u(yù)軍事界。圖1.3“PROTECTOR”無人船該船相比美國的“Spartan”號無人船，性能更為出色，更加貼近實(shí)戰(zhàn)環(huán)境，被譽(yù)為當(dāng)今最成熟的無人水面作戰(zhàn)艇，具備出色的監(jiān)視，識別和偵聽能力，能有效的執(zhí)行偵察、辨別和攔截?cái)撑炓约八讘?zhàn)、電子站、反恐和精確打擊等任務(wù)。該艇長11米，排水量4噸，航速最高可超過30節(jié)，最大有效載荷為1000千克，能在白天、夜晚、以及各種不利的條件下完成手動和自動的目標(biāo)監(jiān)視任務(wù)。在民用領(lǐng)域，無人船的應(yīng)用更加廣泛，國外眾多科研機(jī)構(gòu)對無人船在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用展開了廣泛的探索。美國密歇根大學(xué)開發(fā)了應(yīng)用于湖泊水深以及環(huán)境測量的無人船“BathyBoat”，麻省理工大學(xué)開發(fā)了應(yīng)用于水聲通訊的中繼無人船“SCOUT”，并且完成了多個(gè)AUV和USV之間的通信。英國普利茅斯大學(xué)開發(fā)了應(yīng)用于內(nèi)河與海洋領(lǐng)域污染物追蹤的無人船“Springer”,該船采用SLAM算法實(shí)現(xiàn)海洋和河道信息的測量[5]。日本的雅馬哈公司研發(fā)了一款能夠監(jiān)控大范圍海洋和大氣點(diǎn)的物理以及生物化學(xué)參數(shù)的無人船“UMV-O”。我國在無人船領(lǐng)域起步較晚，較發(fā)達(dá)國家相比，整體技術(shù)水平有著一定的差距。目前國內(nèi)的無人船的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在民用領(lǐng)域，主要應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測、海洋調(diào)查、安防救援以及無人航運(yùn)等領(lǐng)域[6]。國內(nèi)從事無人船研發(fā)的公司機(jī)構(gòu)主要有珠海云洲智能，安徽科微智能，武漢勞雷綠爾，上海海事大學(xué)，中國航天科工集團(tuán)沈陽新光公司以及沈陽自動化所和哈爾濱工程大學(xué)等單位。其中云洲智能在無人船領(lǐng)域走在了國內(nèi)前列，旗下多艘無人船與國家科考隊(duì)合作多次深赴青藏高原和南極進(jìn)行科學(xué)考察。2013年，云洲智


本文編號：3365183