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基于二维激光传感器的在航船舶特征识别系统
资料介绍
在航船舶特征识别是目前内河航道管理的热点之一。随着内河航运快速发展,航道管理面临诸多困难,比如船舶数量、交通密度以及危险货物装载量不断增加,船舶碰撞等。而GPS导航,雷达扫描,AIS(船舶自动识别系统)等技术受天气等因素影响严重,并且很难精确获得在航船舶的几何尺寸以及空载重状态。
本文设计的基于二维激光传感器的在航船舶特征识别系统可以有效解决上述技术的缺陷。系统结构包括:船舶轮廓识别,船舶速度识别,辅助子系统。轮廓识别包括船舶宽度、出水高度以及船舶流量;速度识别和轮廓识别进行数据融合可以得到船舶长度、上下行方向和空重载;辅助子系统包括电源供给,设备固定安装。
在航船舶速度检测是系统设计的重点之一,完成了基于MSP430单片机的激光测速仪的设计。本文详细介绍了在航船舶测速的原理和软硬件组成。激光测速仪的随动系统包括主控制电路、步进电机驱动电路和编码器位置检测模块。软件设计包括编码器角度采集、步进电机驱动以及串行数据传输。
上位机软件设计是系统另一个重要组成部分。包括二维点云数据包的接收和解析,速度数据包串行接收,VC++和Matlab混合编程实现特征值绘图。由于采集数据量大、频率高,为提高运行效率,使用了多线程技术进行分时操作。在调用Matlab引擎绘图之前,因为采集到的数据是在极坐标下的值,所以还对数据进行了正交变换。
经过多次现场调试后,对系统进行了精度和检出率分析,总结影响精度的因素。经过验证,误差允许内系统可以达到预期效果。目前本套设备已经投入京杭运河无锡段“感知航道”项目。
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