船用智能感知雷达系统指标分析与论证
发布时间：2021-03-03 11:10
智能化是船舶发展的主要方向,船舶智能化的核心目标之一是航行安全。船舶碰撞危险的准确预警是船舶安全航行的重要保证,也是船舶有效避让的前提。预警的准确性主要取决于两个方面,一是科学合理的碰撞危险评判模型,二是精确可靠的传感器数据。这两个方面相互独立,又相互影响。船用雷达系统作为船舶避碰的主要数据来源,2004年国际海事组织颁布了MSC.192（72）决议,对船用雷达性能提出要求,但该性能要求并不适用于危险评判精确性要求较高的水域。因此论证满足复杂水域危险预警要求的船用雷达系统主要性能指标,作为雷达设备设计、生产、检验的依据,具有理论意义和应用价值。本文依托导师团队承接的由工业和信息化部发起的“船舶航行态势智能感知系统研制”项目（编号:MC-201920-X01）,针对目前对于航行态势感知设备指标论证研究较少的问题,也为了能给今后其他设备或多设备融合的指标论证提供指导,以船用雷达系统为例,开展感知设备指标论证研究。主要完成以下的研究工作:（1）研究船用雷达系统的误差对船舶碰撞危险预警性能的影响。通过分析雷达目标碰撞参数计算的原理和船舶碰撞危险判断的原理,建立船用雷达系统的误差传递公式,运用误...
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
钜齑蟆⑹芴炱?然肪骋蛩馗扇糯蟮缺锥耍?椅薹ㄍ?奔婀司嗬敕直媛屎吞讲饩?离两个指标[25]。以脉冲压缩雷达技术、调频连续波雷达技术为主的新体制雷达技术不断成熟和完善，已逐渐应用于船用导航雷达设备上，在探测精度和分辨力等指标上展现了突出的优势[26]。2006年，英国KelvinHughes公司[27]生产出了第一台S波段固态脉冲压缩体制导航雷达SharpEye。2008年，该公司又推出了X波段的固态导航雷达，如图1-2所示。在5级恶劣海况条件下，无论对10㎡的目标还是对0.5㎡的目标，固态脉冲压缩雷达的探测能力远远胜于常规磁控管雷达。图1-2X波段SharpEye固态导航雷达
集美大学硕士学位论文船用智能感知雷达系统指标分析与论证4日本JRC公司于2011年也推出了其S波段固态脉冲压缩导航雷达产品JMA-9172-SA[28]。日本古野公司于2013年也推出了S波段固态脉冲压缩导航雷达产品FAR-3000[29]，如图1-3所示。图1-3古野S波段固态导航雷达国内方面，以中国电子科技集团14所、38所、54所、10所、20所以及航天二院23所、兵器206所等为主的专业性雷达研究机构[30]，已经掌握完整的固态雷达设计、生成和测试技术。单论技术水平，我国处在世界前列，提供了多种类型、系列化的国防相关应用雷达。很遗憾的是，在航海固态导航雷达方面，因为船舶产品应用特殊性、市场竞争激烈、设备价格相对较低等因素，一直没有能够有大型雷达专业研究机构涉足。（2）激光雷达研究现状随着智能船舶的发展，在复杂水域对船舶航行环境感知的精度要求也越来越高，促使人们考虑将无人车的激光技术应用于船舶使用[31]。在车载激光雷达领域，以Velodyne[32-34]为代表的3D激光雷达发展迅猛。Velodyne的激光雷达产品种类丰富，其中包括16线、32线、64线、128线等。如图1-4所示，VelodyneHDL-64E为常规选用型号，售价60万元左右，64线垂直视场26.8度，水平360度的扫描，每秒能产生130万的数据点。作用距离120m，测距精度优于2cm。图1-4Velodyne-64E车载激光雷达以SICK、RIEGL和Leica为代表，众多知名测绘类激光测量仪器生产商的激光扫描仪以及激光雷达作用距离在500m以内居多，远程测量设备相对较少。其中RIEGL
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶智能避碰策略测试方法与指标研究[J]. 孙峰,蔡玉良,马吉林. 交通信息与安全. 2019(05)
[2]世界主要造船国家智能船舶发展现状[J]. 陈琳,杨龙霞. 船舶标准化工程师. 2019(04)
[3]海上水面自主船舶发展分析[J]. 邢川,李伟,李国寅. 世界海运. 2019(04)
[4]车载激光雷达的主要技术分支及发展趋势[J]. 余莹洁. 科研信息化技术与应用. 2018(06)
[5]特定水域避让操船经验的获取与验证[J]. 郭健,李丽娜,李国定,陈国权,高建杰. 广州航海学院学报. 2018(03)
[6]基于文本挖掘的内河船舶碰撞事故致因因素分析与风险预测[J]. 吴伋,江福才,姚厚杰,黄明,马全党. 交通信息与安全. 2018(03)
[7]全球海事事故的时空与类别特征研究[J]. 王颖,施欣. 安全与环境学报. 2018(03)
[8]天基太赫兹云雷达需求指标分析与论证[J]. 商建,吴琼,窦芳丽,安大伟. 气象与环境科学. 2018(01)
[9]智能船舶发展现状及我国发展策略研究[J]. 刘微,尚家发. 舰船科学技术. 2017(21)
[10]复杂水域通航安全研究[J]. 彭浩. 中国水运(下半月). 2016(05)
博士论文
[1]激光三维成像关键技术研究[D]. 岳娟.中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所) 2017
硕士论文
[1]镇扬汽渡水域船舶碰撞危险智能预警模型研究[D]. 高建杰.集美大学 2018
[2]要地警戒雷达设计[D]. 黎耿.国防科学技术大学 2016
[3]港口水域船舶紧迫危险避碰避险决策及应用研究[D]. 牛亮亮.集美大学 2016
[4]港口水域船舶碰撞危险预警模型及应用[D]. 苏鹏.集美大学 2015
[5]基于AIS数据的船舶会遇特征研究[D]. 任亚磊.武汉理工大学 2013
[6]基于模糊综合评判的船舶碰撞危险度模型研究[D]. 章泽虎.大连海事大学 2012
[7]新体制航海雷达目标探测性能分析[D]. 潘春年.大连海事大学 2011
本文编号：3061161
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
钜齑蟆⑹芴炱?然肪骋蛩馗扇糯蟮缺锥耍?椅薹ㄍ?奔婀司嗬敕直媛屎吞讲饩?离两个指标[25]。以脉冲压缩雷达技术、调频连续波雷达技术为主的新体制雷达技术不断成熟和完善，已逐渐应用于船用导航雷达设备上，在探测精度和分辨力等指标上展现了突出的优势[26]。2006年，英国KelvinHughes公司[27]生产出了第一台S波段固态脉冲压缩体制导航雷达SharpEye。2008年，该公司又推出了X波段的固态导航雷达，如图1-2所示。在5级恶劣海况条件下，无论对10㎡的目标还是对0.5㎡的目标，固态脉冲压缩雷达的探测能力远远胜于常规磁控管雷达。图1-2X波段SharpEye固态导航雷达
集美大学硕士学位论文船用智能感知雷达系统指标分析与论证4日本JRC公司于2011年也推出了其S波段固态脉冲压缩导航雷达产品JMA-9172-SA[28]。日本古野公司于2013年也推出了S波段固态脉冲压缩导航雷达产品FAR-3000[29]，如图1-3所示。图1-3古野S波段固态导航雷达国内方面，以中国电子科技集团14所、38所、54所、10所、20所以及航天二院23所、兵器206所等为主的专业性雷达研究机构[30]，已经掌握完整的固态雷达设计、生成和测试技术。单论技术水平，我国处在世界前列，提供了多种类型、系列化的国防相关应用雷达。很遗憾的是，在航海固态导航雷达方面，因为船舶产品应用特殊性、市场竞争激烈、设备价格相对较低等因素，一直没有能够有大型雷达专业研究机构涉足。（2）激光雷达研究现状随着智能船舶的发展，在复杂水域对船舶航行环境感知的精度要求也越来越高，促使人们考虑将无人车的激光技术应用于船舶使用[31]。在车载激光雷达领域，以Velodyne[32-34]为代表的3D激光雷达发展迅猛。Velodyne的激光雷达产品种类丰富，其中包括16线、32线、64线、128线等。如图1-4所示，VelodyneHDL-64E为常规选用型号，售价60万元左右，64线垂直视场26.8度，水平360度的扫描，每秒能产生130万的数据点。作用距离120m，测距精度优于2cm。图1-4Velodyne-64E车载激光雷达以SICK、RIEGL和Leica为代表，众多知名测绘类激光测量仪器生产商的激光扫描仪以及激光雷达作用距离在500m以内居多，远程测量设备相对较少。其中RIEGL
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶智能避碰策略测试方法与指标研究[J]. 孙峰,蔡玉良,马吉林. 交通信息与安全. 2019(05)
[2]世界主要造船国家智能船舶发展现状[J]. 陈琳,杨龙霞. 船舶标准化工程师. 2019(04)
[3]海上水面自主船舶发展分析[J]. 邢川,李伟,李国寅. 世界海运. 2019(04)
[4]车载激光雷达的主要技术分支及发展趋势[J]. 余莹洁. 科研信息化技术与应用. 2018(06)
[5]特定水域避让操船经验的获取与验证[J]. 郭健,李丽娜,李国定,陈国权,高建杰. 广州航海学院学报. 2018(03)
[6]基于文本挖掘的内河船舶碰撞事故致因因素分析与风险预测[J]. 吴伋,江福才,姚厚杰,黄明,马全党. 交通信息与安全. 2018(03)
[7]全球海事事故的时空与类别特征研究[J]. 王颖,施欣. 安全与环境学报. 2018(03)
[8]天基太赫兹云雷达需求指标分析与论证[J]. 商建,吴琼,窦芳丽,安大伟. 气象与环境科学. 2018(01)
[9]智能船舶发展现状及我国发展策略研究[J]. 刘微,尚家发. 舰船科学技术. 2017(21)
[10]复杂水域通航安全研究[J]. 彭浩. 中国水运(下半月). 2016(05)
博士论文
[1]激光三维成像关键技术研究[D]. 岳娟.中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所) 2017
硕士论文
[1]镇扬汽渡水域船舶碰撞危险智能预警模型研究[D]. 高建杰.集美大学 2018
[2]要地警戒雷达设计[D]. 黎耿.国防科学技术大学 2016
[3]港口水域船舶紧迫危险避碰避险决策及应用研究[D]. 牛亮亮.集美大学 2016
[4]港口水域船舶碰撞危险预警模型及应用[D]. 苏鹏.集美大学 2015
[5]基于AIS数据的船舶会遇特征研究[D]. 任亚磊.武汉理工大学 2013
[6]基于模糊综合评判的船舶碰撞危险度模型研究[D]. 章泽虎.大连海事大学 2012
[7]新体制航海雷达目标探测性能分析[D]. 潘春年.大连海事大学 2011
本文编号：3061161
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