基于中国剩余定理的UWSNs贪婪转发的地理路由

利用节点位置信息转发数据包的地理路由广泛应用于水下传感网络。为此,提出新的贪婪转发地理路由。CRT-GF路由引用基于中国剩余定理的分组机制。在CRT-GF路由中,如果存在两个或2个以上的数据包转发节点,就利用CRT将源消息划分为分组,从而降低源节点转发消息的尺寸。同时,CRT-GF路由通过深度调整实现拓扑控制,进而处理地理路由中出现的孤立节点问题。实验数据表明,提出的CRT-GF路由可有效地提高数据包传递率,并降低端到端传输时延以及能耗。     

基于两种色彩空间的颜色选择方法

本文分析和比较了HSI和RGB两种色彩空间的特性，提出了一种基于两种色彩空间，可以实现人机交互的选择颜色的方法，并设计了基于该方法的颜色编辑器，通过对彩色图像处理的实验，结果证明该方法适用而且有效。     

一种可调式自相移印制四臂螺旋天线

船载海事卫星(INMARSAT)通信天线波束宽度较窄,且在风浪下船体摇晃难以与低仰角处卫星进行通信。提出一种带有开槽巴伦的可调式自相移四臂螺旋天线,避免了馈电网络造成的横向面积过大等问题。天线长振子臂长度可微调,结合调整开槽巴伦上的移动环,可以局部改变天线通信频带。通过基于有限元算法的HFSS仿真和实验,得出该天线具有宽波束特性,3 dB 波瓣宽度约为165°。另外,可以实现左右圆极化互相转换,在较宽的角度下,天线轴比低于6 dB。该天线既可以作为海事卫星通信天线,又可以作为北斗、GPS 导航天线和测浪高所用的左旋圆极化天线。     

基于CPLD的船舶驾驶台模拟器设计研究

为了改进现有船舶驾驶台模拟设备的真实感不强、集成度不高以及数据传输效率低下问题,从软硬件两个方面提出了一种新的驾驶台模拟设备设计方案.硬件方面,以CPLD作为核心控制单元,设计了模拟设备驱动电路以及基于USB20D模块的高速数据传输通道;软件方面,以VS2010作为开发平台,利用USB20D模块自带的驱动模块,完成了上位机通信程序的设计.通过实验及实际操作可知,新的驾驶台模拟设备在外观及功能上与真实设备相仿,具有较强的沉浸感,同时对现有设备的扩展性能进行了增强.     

基于Darknet网络和YOLOv3算法的船舶跟踪识别

针对我国沿海与内陆水域区域视频监控处理存在实际利用率低、误差率大、无识别能力、需人工参与等问题，提出基于Darknet网络模型结合YOLOv3算法的船舶跟踪识别方法实现船舶的跟踪并实时检测识别船舶类型，解决了重要监测水域船舶跟踪与识别问题。该方法提出的Darknet网络引入了残差网络的思想，采用跨层跳跃连接方式以增加网络深度，构建船舶深度特征矩阵提取高级船舶特征进行组合学习，得到船舶特征图。在此基础上，引入YOLOv3算法实现基于图像的全局信息进行目标预测，将目标区域预测和目标类别预测整合于单个神经网络模型中。加入惩罚机制来提高帧序列间的船舶特征差异。通过逻辑回归层作二分类预测，实现在准确率较高的情况下快速进行目标跟踪与识别。实验结果表明，提出的算法在30 frame/s的情况下，平均识别精度达到89.5%，与传统以及深度学习算法相比，不仅具有更好的实时性、准确性，对各种环境变化具有较好的鲁棒性，而且可以识别多种船舶的类型及其重要部位。     

A drifting trajectory prediction model based on object shape and stochastic mo-tion features

There is a huge demand to develop a method for marine search and rescue（SAR） operators automatically predicting the most probable searching area of the drifting object. This paper presents a novel drifting prediction model to improve the accuracy of the drifting trajectory computation of the sea-surface objects. First, a new drifting kinetic model based on the geometry characteristics of the objects is proposed that involves the effects of the object shape and stochastic motion features in addition to the traditional factors of wind and currents. Then, a computer simulation-based method is employed to analyze the stochastic motion features of the drifting objects, which is applied to estimate the uncertainty parameters of the stochastic factors of the drifting objects. Finally, the accuracy of the model is evaluated by comparison with the flume experimental results. It is shown that the proposed method can be used for various shape objects in the drifting trajectory prediction and the maritime search and rescue decision-making system.     

一种实时的3D动态海洋模拟新方法

海浪模拟是航海模拟器和海洋数值计算中非常关键的技术，直接影响到整个系统的真实性和可行性，但是实时模拟真实的海洋、湖水表面是非常困难的。文章设计了一种新的海浪模拟方法，即首先建立了新颖的海浪模拟的基本构架；然后提出了一个高性能的基于统计模型与FFT的波浪生成方法；最后研究了船舶在海浪中航行的各种特殊效果。实验表明该方法有着非常明显的改进效果。     

基于电子海图的真实感航海雷达图像仿真方法

为了满足军事与商船航海雷达的仿真要求,提高雷达回波图像仿真的真实感,提出了一种基于扇形带状纹理融合模型的实时扫描仿真方法模拟高真实感的雷达回波图像。该方法以电子航海图(ENC)数据为雷达回波源数据,根据雷达回波形成机理,以扇形带状纹理融合算法替代传统基于像素单元的雷达图像仿真方法,实时生成雷达回波纹理数据,在此基础上,提出雷达回波信号处理仿真模型实现雷达基本功能,包括增益调节、海浪抑制与雨雪抑制等。经实验证明,该方法在雷达回波显示效率和效果上有了明显改善,为解决雷达与电子海图显示与信息系统（ECDIS）模拟提供有效的手段。     

基于雷达图像和深度Q网络的冰区航路规划方法

针对船舶在高纬度地区遭遇复杂冰情难以进行局部航路规划的问题,提出了一种基于雷达图像和深度Q网络(DQN)的航路规划方法.首先,通过对船载雷达回波图像的处理得到船舶周围的海冰分布信息.然后,将船舶视为一个智能体,基于DQN设计了船舶的状态空间、动作空间和奖励机制,将栅格化的海冰分布图输入到该网络让智能体在"环境-行为-奖励"的过程中学习,经多回合训练后,使得船舶能基于本船当前位置沿着预定航向规划出一条穿越冰区的航路.最后,对规划航路节点进行降冗余平滑处理,并将其坐标转换为地理坐标,提高对实际航行的指导意义.实验结果表明,所提方法能够在复杂冰情中进行有效的避冰航路规划,实现了船舶在冰区的局部航路调整,验证了该方法的可行性.     

智能车运动仿真平台设计

为了辅助开发人员进行智能车PID控制参数的设定及修正, 设计了一种智能车运动仿真平台, 该仿真平台由三部分模块组成. 轨道模块内部记录有当前仿真环境下的跑道形状及参数信息; 车辆模块内建有智能车的运动模型及参数; 运行仿真模块用于模拟物理运行环境并建立有坐标信息. 运行过程中, 运行仿真模块接收来自用户的车辆运动及PID控制参数, 在车辆模块的协助下, 实现对车辆位置以及误差信息的计算. 实验表明, 与现有算法相比, 本平台不受传感器类型的限制, 可以更真实的仿真车辆的运动状态, 同时为开发人员进行PID参数调整提供了实践依据.