面向智能船舶的雷达目标检测方法研究与仿真开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来,智能船舶成为国际海事界新热点。国际海事组织(imo)、国际标准化组织(iso)等国际组织将智能船舶列为重要议题,国际主要船级社先后发布了有关智能船舶的规范或指导性文件,世界主要造船国家大力推进智能船舶研制与应用。中国船级社(ccs)也于2015年颁布了《智能船舶规范》并于2016年3月1日正式生效。智能船舶的发展是船舶行业发展的重要趋势,同时也是国家战略布局的重要一环。2018年12月27日,中华人民共和国工业和信息化部、交通运输部和国防科工局为贯彻落实党中央、国务院关于建设制造强国、海洋强国、交通强国的战略部署,联合编制了《智能船舶发展行动计划(2016—2021)》,正式将我国的智能船舶建设提上日程。

目前来说,全球的智能船舶仍处于探索和发展的初级阶段,智能船舶的定义、分级尚未统一,但总体大致相同。中国船级社(ccs)对智能船舶做出了以下定义:智能船舶主要利用传感器、通信、网络等技术手段,自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据,并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术,在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现船舶的智能化运行,以使船舶更加安全、更加环保、更加经济和更加可靠。最终智能船舶需要实现智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台的功能。根据以上智能船舶的定义和要求,中国船级社指出智能船舶的四个关键技术:智能航行系统、网络与通信系统、智能感知系统、智能系统总体设计。

现阶段我们所研究的内容就是其中的智能航行系统部分。智能航行系统的内容包括开展基于态势感知的智能航行技术、船岸协同下的远程遥控驾驶技术、自动航行避碰技术等内容。船舶智能航行的实现需要利用计算机技术和控制技术对感知获得的信息进行分析和处理,对船舶航路和航速进行设计和优化,实现自主航行。在这一系列的技术流程当中,一项非常重要且基础的步骤就是船舶对周围环境的感知和信息的获取。船舶对周围环境的感知和信息获取是船舶智能航行的基础,它为智能船舶的自动控制系统提供数据支持,这些感知得到的环境信息的可靠性和精确程度直接影响着船舶控制系统能否做出最合适的决策。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1、研究的基本内容

本论文主要是对面向智能船舶的雷达目标检测进行研究和仿真,所以研究内容主要包括了解和掌握智能船舶的相关背景和知识,包括其工作原理、主要功能及系统初步构成。此外还需要学习和理解航海雷达的相关知识,包括航海雷达的原理、常规航海雷达的种类、数据格式等。此外,还要重点了解和学习航海雷达图像目标检测的相关研究方法。最后还要在matlab或其他软件平台上开展雷达数据前处理算法、目标检测算法的仿真和评价。下面重点介绍一下导航雷达数据前处理和目标检测方法研究和仿真的基本内容。

一般来说,由于收到波浪、风力等自然条件和系统内部噪声的影响,使得原始的雷达图像会有噪声的干扰,所以需要进行对雷达信号的预处理,从而尽量消除这些噪声。但是由于本文是直接对雷达成像后的图片处理,因此不需要关注噪声,本文也不会涉及雷达信号的预处理。

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3. 研究计划与安排

第1周

根据论文题目收集相关主题资料,包括智能船舶、图像处理、目标检测等相关论文资料及出版物。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 张杨.国外航海雷达现状及发展趋势[j].电讯技术.2013,53(12):1649-1653.

[2] 余慧娟.数字图像处理研究现状[j].吉林省教育学院学报.2008,24(9):92.

[3] 贺治华.雷达海面目标识别技术研究进展[j].科技导报.2017,35(20).

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