基于电子海图的集成信息处理系统研究

电子海图显示信息系统是以数字化的海域地理信息数据为基础,在计算机系统的支持下,将海图、航行信息、雷达信息、船舶动态参数等信息集中处理,以图文方式综合表现航海情况的信息处理系统.本文提出了基于电子海图的集成信息处理系统框架,并分析了其中的关键技术.     

基于S52的电子海图显示优化

在深入研究IHOS-52＂电子海图显示与信息系统海图内容与显示规范＂的基础上,提出了几种可以提高电子海图显示效率的方法。     

S-57电子海图数据读取和自动多模式分层显示

电子海图显示与信息系统(Electronic Chart Display and Information System,简称ECDIS)是以数字形式储存的海图并与多种传感设备、图形显示终端等高度融合的船舶航行综合信息处理系统,而S-57是电子海图国际通用的数据格式。在Linux/Fedora系统下,针对于S-57格式,研究其数据结构模型,从最基本的点、线、面出发,读取海图数据并根据时间和天气数据实现S-57海图数据自动多模式显示,并提出了一种根据物标重要性进行分层显示的方法。     

电子海图显示数据库逻辑设计

本文从电子海图显示与信息系统(ECDIS)的显示需求出发,在分析海图数据的基础上采用面向对象数据库(OODB)设计方法,建立了电子海图显示数据库逻辑结构,并对海图对象数据进行了分类、封装。最后给出一种海图显示数据库的实现方式,可作为进一步开发的基础。     

综合船桥电子海图显示与信息系统设计

电子海图显示与信息系统是综合船桥的核心组成部分。为满足第4代综合船桥对电子海图系统的各种需求,设计了低耦合度的海图软件体系结构,完成了包括海图图库管理、海图显示、海图与雷达图像叠加、动态目标管理、潮汐图与气象图显示等多个软件模块的电子海图应用系统开发。在综合船桥原理样机中进行了软件功能与性能测试,测试结果表明该系统已达到实用水平。     

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。     

一种低成本的综合船舶监控系统

用2台计算机、一块多串口卡、一块CAN总线卡和机舱数据采集系统实现了综合船舶监控系统，用以显示电子海图信息、航海信息、机舱检测点信息、天气信息及各种报警信息。该系统通过串行通讯与船舶自动舵相联用以控制船舶的航向和航迹，电子海图具有迭加雷达信号的功能，系统还具有各种信息的处理、查询、参数设置及优化等功能。整个系统实现成本较低，结构紧凑，易于进行海上试验和实际应用。     

电子海图系统研究与设计

电子海图系统(Electronic Chart System,简称ECS)能够综合处理海上地理信息、本船航行状态信息、目标船动态信息和航行环境信息;可以接入GPS、舰船自动识别系统(AIS)、罗盘和测深仪等传感器;具有完善的海图显示、航线设计、船舶导航、避碰辅助和航行管理功能。     

S-57电子海图文件基础处理库的设计实现

国际海道测量组织制定的S-57标准是目前电子海图文件的主要国际标准,S-57数据集文件的处理是电子海图显示与信息系统的基础。在分析S-57标准理论数据模型、数据结构和产品规范的基础上,用C++实现了一套S-57数据集文件基础处理程序库,其功能包括目录文件、基础数据文件和改正数据文件的读取、数据改正以及物标信息解析。本库能完整地保持S-57文件的数据信息,较好地保持数据的原始逻辑结构,能提取物标完整的几何信息,获取物标的属性/类目信息。本库与具体的用户数据结构、用户文件格式无关,具备一定的通用性,可用于电子海图应用系统的底层开发。     

电脑技术的发展对电子海图的影响

随着科学技术的发展,船舶航行导航都由纸制海图人工导航向电子海图显示与信息系统发展。本文描述了电脑技术对电子海图发展的推进作用,并对今后电子海图发展方向的展望。     

基于MapX实现GPS与GIS在帆船训练监控系统中的集成

介绍了以Visual Basic为开发平台,基于MapX控件和MSComm控件,集成GPS和GIS技术开发帆船训练监控系统。该系统主要实现了赛场环境参数的设置,动态数据的远距离实时采集,训练帆船运行状态（速度、方向、位置）在电子地图上的动态实时显示等功能。该系统将有助于提高帆船的科学训练。     

基于S-Transformer的多模态船舶轨迹预测

船舶轨迹预测是实现船舶智能航行的前提与基础. 目前, 针对船舶轨迹预测的研究大多仅依赖于船舶自动识别系统(AIS)历史数据, 而未利用到船舶上其他传感器信息. 于是本文提出了一种多模态轨迹预测模型——S-Transformer. 在该网络中, 电子海图中的海水/陆地被分割作为辅助训练目标与真实舟山港AIS数据加以综合从而对模型进行训练, 并对船舶未来航行轨迹进行预测; 其中, 本文还引入segment recurrence来捕获AIS数据的长期依赖关系. 实验结果表明, S-Transformer在不同的船舶行驶情况中都有优秀的预测结果, 并优于相关预测任务的单模态基准模型.     

基于C51控制的无线电子标签设计与应用

针对传统大型超市商品信息显示方法和仓储拣选作业流程的分析,提出了一种利用C51单片机和无线通信技术,通过LCD实现电子标签显示商品信息的方案.详细地介绍了系统的硬件结构和软件设计思想,叙述了接收模块的程序设计方法并给出了程序流程图和源代码,实践结果表明,该系统抗干扰性好,实现简单,提高了商品的管理效率,并大大降低了拣货的出错率,应用前景十分广阔.     

User trials on the colours and symbols for electronic charts

The Electronic Chart Display and Information System (ECDIS) contributes to safe navigation by enabling the mariner to follow a planned route precisely, using positioning and radar information integrated on an electronic chart. The need to ensure that ECDIS is safe to use has prompted the development of performance standards for the presentation of information on electronic charts. As a step in working towards these presentation standards, user trials were conducted on shore and at sea using an ECDIS display to investigate presentation issues, which included colour combinations and symbols for ships and tracks, chart features, radar overlays, scale indicators and also display brightness for day and night viewing. Results of questionnaires indicated mariners' preferences and rated visibility of various colours and symbols. As a result of the shore trials, improvements were made to some of the symbols, which were then reevaluated during sea trials. Changes to the colours and symbols resulting from these trials will be included in the International Hydrographic Organization's Provisional Colour and Symbol Standards for ECDIS.     

海洋环境信息辅助航行决策专家系统研究

海洋环境要素对舰船航行影响较大.在航行决策过程中充分利用已知环境信息,将有助于提高航行安全.首先分析了专家系统在海洋环境信息辅助应用中的优势,研究了依据最优化理论和模糊关系原理获取知识及建立知识库系统的方案,并构建了基于灵活推理机制的模糊专家系统的原型,给出了基本事实数据库和规则库结构,最后,基于面向对象的思想实现了原型系统.研究过程中充分利用了海洋界研究成果并与舰船应用结合起来,为舰船信息化、智能化建设提供环境信息支持.     

Evaluating an augmented reality interface for sailing navigation: a comparative study with a immersive virtual reality simulator

Sailing navigation is an activity that requires acquiring and processing information from the surrounding environment. The advancement of technology has enabled sailboats to have an increasing number of onboard sensors that make sailing more user-friendly. However, data provided by these sensors are still visualized on 2D digital displays that imitate traditional analog interfaces. Although these displays are strategically placed on the sailboat, the user needs to divert attention from the primary navigation task to look at them, thus spending a significant amount of cognitive resources. AR-based technologies have the potential to overcome these limitations by displaying information registered in the real environment, but there are no studies in the literature for validating the effectiveness of this technology in the field of sailing. Thus, we designed a head-mounted display AR-based interface to assist users in monitoring wind data to avoid user diversion from the primary task of sailing. We conducted a user study involving 45 participants in an Immersive Virtual Reality simulated environment. We collected objective and subjective measures to compare the AR-based interface with a traditional data visualization system. The AR-based interface outperformed the traditional data visualization system regarding reaction time, cognitive load, system usability, and user experience.