桥梁防船撞主动预警系统设计及实验研究

发布时间：2019-10-15 19:37

【摘要】：水运交通的发展和桥梁的增多，导致越来越多的船桥相撞事故发生。本文针对现有的船舶交通管理系统及被动防船撞装置在内河通航桥梁防船撞上的局限性，提出了基于视频监控的通航桥梁防船撞主动预警的概念及方案，采用可见光、红外、激光进行复合探测，并利用获得的实验数据进行了分析，结果说明该主动预警系统可以满足全天候、全天时、全自动和稳定可靠的防船撞预警需求。 论文完成的主要工作及创新点： （1）提出了基于双目视觉的船舶三维尺寸测量方法。研究了标定算法和相应的双目视觉测量算法，并进行了实验和相应测量误差分析。结果表明该方法能够满足系统工程应用需求，解决了现场船舶尺寸直接接触式测量不便的难题。 （2）研究了船舶目标检测算法，针对检测虚景噪声问题，将背景减除算法进行了改进，并进行了实验研究及性能分析，结果表明该方法能够有效解决船舶视频中的检测虚景噪声问题。白天采用基于颜色信息的Camshift算法对可见光视频进行目标检测跟踪；夜晚或者雨雾天气可见光的信息不足时，针对红外图像的成像特点，采用基于纹理信息Camshift算法对红外视频图像进行船舶目标的检测跟踪。实验结果表明系统可以实现全天候、全天时、全自动、稳定可靠地对有撞桥趋势的船舶提前进行声光告警，有效减少船撞桥事故发生，保护桥梁和船舶的安全。本文运用Kalman算法进行运动估计，，将预估值作为Camshift的初始化搜索条件，通过实验分析，表明能够有效减少迭代次数。 （3）建立了基于光电探测的通航桥梁防船撞主动预警系统样机，设计实现了桥梁主动防船撞系统的软件，并开展了实验研究和性能分析。实验与性能分析结论说明，在已采取被动防船撞措施的桥梁上安装主动防船撞系统，两者配合使用可以增加防船撞措施的可靠性。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U447;U698

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本文编号：2549796