船舶舵角图像识别方法的研究

摘要

现代船舶按照IMO规范的要求，也要像飞机一样安装有黑匣子。它的全称是船舶航行数据记录仪（VOYAGE DATE RECODER），简称VDR。VDR用于记录与船舶航行相关的数据。包括船舶位置、船舶航向、航速等等方面的信息。但在船舶实际安装使用时，我们发现对于航行安全十分重要的舵角却是一个可选数据接口。这其中的原因是：许多老旧船舶大量使用的舵角指示器，它是用同步电机的原理将船舶的舵角信号同步显示到驾驶台。这种同步电机的信号是一种模拟制信号，而在 VDR设备中大量使用的是数字制信号，故而在 VDR的设备规范中对船舶的舵角信息只是作为一种可选数据进行采集。在新造船舶中要求使用数字式舵角指示器，可直接将此信息输入到 VDR中进行存储与处理。在对老旧船舶进行改造时，如何将原船所使用的模拟式的船舶舵角指示信号转换为数字信号。本文提出一种解决方案，即通过视觉采集设备（摄像机等）获得船舶舵角图像，用计算机等设备直接进行监控，采用基于人工蜂群算法的二维Otsu算法进行图像分割，再通过图像滤波、设置ROI区域、获取指针像素点和模板匹配等方法，获得船舶的舵角读数，从而将原模拟制的舵角数据转换成数字制的舵角数据，方便后续对此数据的传输、存储与处理。实验结果表明，本工程硕士学位论文提出的方法能够准确地得到舵角读数。

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第1章 绪论

1.1 本课题研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状与分析

1.3 本研究的主要内容

1.4 本章小结

第2章 舵角图像识别系统的硬件设计方案

2.1 基于摄像机+视频采集卡+PC机的识别系统

2.2 基于摄像机+DSP的的识别系统

2.3 数据采集系统对比分析

2.4 本章小结

第3章 舵角图像识别相关理论基础

3.1图像处理基本方法简介

3.2 图像增强与复原

3.3 图像噪声的分类

3.4常用滤波算法

3.5图像分割方法

3.6人工蜂群优化算法

3.7本章小结

第4章 舵角图像识别的关键技术实现

4．1 舵角图像分割

4.2 舵角图像滤波

4.3设置舵角图像ROI区域

4.4计算指针读数

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献