我國水資源總量豐富,海岸線漫長,擁有眾多河流湖泊。水上樂園、水上游輪以及乘船等交通出行方式早已深深融入到大眾的日常生活中;但是,危險同樣存在,在水面上,一旦發(fā)生船體側翻、觸礁以及其他不可控因素導致船體沉沒等安全事故,會造成十分嚴重的后果。因此,在船體發(fā)生安全事故導致沉沒后,如何快速有效的搜索定位落水人員,對減少人員傷亡以及財產(chǎn)損失具有重要研究意義。本論文分別針對水面目標檢測和無人船系統(tǒng)研發(fā)進行研究,提出了基于Faster Region with CNN feature（Faster-RCNN）和Single Shot Multi Box Detector（SSD）模型的目標檢測算法;同時,研發(fā)了一套由遠程監(jiān)控系統(tǒng)、本地基站和無人船組成的無人船系統(tǒng),將算法進行了工程化實現(xiàn),實現(xiàn)了對水面目標的快速搜索定位。本文提出基于Faster-RCNN和SSD模型融合的水面目標快速檢測算法,專門針對船體沉沒事故導致的落水人員難以快速搜尋定位問題;Faster-RCNN算法和SSD算法是當前計算機視覺目標檢測領域的流行算法,選用新加坡公開的海洋數(shù)據(jù)集分別對兩種算法進行訓練,其中新加坡海洋數(shù)據(jù)集提供了渡輪... 

【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

“海上貓頭鷹號”無人船該船可以實現(xiàn)真正意義上的超視距控制，循環(huán)回收利用并且率先采用了現(xiàn)在無人

杭州電子科技大學碩士學位論文3圖1.1“海上貓頭鷹號”無人船該船可以實現(xiàn)真正意義上的超視距控制，循環(huán)回收利用并且率先采用了現(xiàn)在無人船普遍的岸基站式監(jiān)控設計模式；除此以外該船更是采用以下具有四個突出特點：一是船體長3米，重500千克，十分輕巧，便于進行投送和部署；二是得益于優(yōu)良的設計，船體吃水深度僅18厘米，活動范圍廣泛，可在近岸極淺的水域內(nèi)活動；三是速度出眾，最大航速超過45節(jié)；四是續(xù)航時間長，在空載并且低速（航速為3~5節(jié)）的情況下，續(xù)航時間可以達到24小時，在不加油并且中速航行（航速為10~12節(jié)）巡邏續(xù)航時間可以達到10個小時；在滿載（攜載204千克有效載荷）并且航高速行的情況下，巡邏巡航時間最長可以達到8個小時；可以承擔雷區(qū)偵察、淺海監(jiān)視、海上攔截和保護港口碼頭周邊的安全等任務。與此同時，它能夠將探測到的信息通過無線電設備實時傳回在10海里范圍以內(nèi)的控制站。該船的許多特點，成為了后續(xù)無人船的設計標準。2002年，美國太平洋司令部在“海上貓頭鷹號”的基礎上設計的新型水面無人船“Spartan”號，該無人船相比前一代率先引進了全球定位系統(tǒng)，無人駕駛系統(tǒng)以及功能更為強大的視距/超視距通信系統(tǒng)，是一艘真正意義上的全球無人船。除此之外該船還具有模塊化、可重構、多任務、高速且半自主式水的特點，能夠攜帶3000磅的有效載荷。該船如下圖所示：圖1.2“Spartan”號無人船除美國以外，以色列由于有著豐富的無人機研究發(fā)展經(jīng)驗，通過其無人機技術的

杭州電子科技大學碩士學位論文4轉化，在無人船領域一直處于世界前列。早在2003年，以色列國防部研發(fā)的“PROTECTOR”系列的無人船因為出色的性能而享譽軍事界。圖1.3“PROTECTOR”無人船該船相比美國的“Spartan”號無人船，性能更為出色，更加貼近實戰(zhàn)環(huán)境，被譽為當今最成熟的無人水面作戰(zhàn)艇，具備出色的監(jiān)視，識別和偵聽能力，能有效的執(zhí)行偵察、辨別和攔截敵艦以及水雷戰(zhàn)、電子站、反恐和精確打擊等任務。該艇長11米，排水量4噸，航速最高可超過30節(jié)，最大有效載荷為1000千克，能在白天、夜晚、以及各種不利的條件下完成手動和自動的目標監(jiān)視任務。在民用領域，無人船的應用更加廣泛，國外眾多科研機構對無人船在各個領域的應用展開了廣泛的探索。美國密歇根大學開發(fā)了應用于湖泊水深以及環(huán)境測量的無人船“BathyBoat”，麻省理工大學開發(fā)了應用于水聲通訊的中繼無人船“SCOUT”，并且完成了多個AUV和USV之間的通信。英國普利茅斯大學開發(fā)了應用于內(nèi)河與海洋領域污染物追蹤的無人船“Springer”,該船采用SLAM算法實現(xiàn)海洋和河道信息的測量[5]。日本的雅馬哈公司研發(fā)了一款能夠監(jiān)控大范圍海洋和大氣點的物理以及生物化學參數(shù)的無人船“UMV-O”。我國在無人船領域起步較晚，較發(fā)達國家相比，整體技術水平有著一定的差距。目前國內(nèi)的無人船的應用領域主要集中在民用領域，主要應用于水環(huán)境監(jiān)測、海洋調(diào)查、安防救援以及無人航運等領域[6]。國內(nèi)從事無人船研發(fā)的公司機構主要有珠海云洲智能，安徽科微智能，武漢勞雷綠爾，上海海事大學，中國航天科工集團沈陽新光公司以及沈陽自動化所和哈爾濱工程大學等單位。其中云洲智能在無人船領域走在了國內(nèi)前列，旗下多艘無人船與國家科考隊合作多次深赴青藏高原和南極進行科學考察。2013年，云洲智


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