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基于视频的船舶吃水线检测方法的研究

基于视频的船舶吃水线检测方法的研究

作者：郭方大连海事大学

学位级别：硕士

随着运输业的发展,船舶运输越来越受到人们的关注。船舶水尺计重是国内外广泛用于船舶运输大宗廉价散装货物计量重量的方法,计重结果可作为商业纠纷的依据。所以船舶吃水测量的准确性对保护托运人、发货人和收货人的利益都具有重要意义... 详细信息

随着运输业的发展,船舶运输越来越受到人们的关注。船舶水尺计重是国内外广泛用于船舶运输大宗廉价散装货物计量重量的方法,计重结果可作为商业纠纷的依据。所以船舶吃水测量的准确性对保护托运人、发货人和收货人的利益都具有重要意义。吃水线准确的检测会减少“超吃水”现象的发生,便于对破坏航道的船舶进行索赔,切实保护航道资源、保障航道畅通。本文主要研究了在人眼不能准确确定吃水线在刻度字之间的值,利用图像处理技术,设计吃水线自动检测系统。本文的吃水线自动检测系统,运用图像处理算法进行吃水线的边缘检测、刻度字分割和识别、吃水线值的求取。该系统允许管理人员通过计算机读取任务完成数据处理,能够提高检测的效率和准确度,本系统具有定位准、精度高的特点。本文首先研究了几种边缘检测算子,并对边缘进行了检测,通过对检测结果的比较,采用Canny算子检测出吃水线。为了找到准确的吃水线边缘,利用水平投影和连通域的方法,去除了伪边缘。由于得到的边缘是间断的,使用最小二乘法拟合出代表水平面位置的直线。根据水尺标志的特点,计算出水平面距离所在刻度上边缘的距离。利用水平定位的二值图的投影,得到了准确的单个分割字符。然后用BP神经网络对分割出来的字符进行识别,计算出吃水线的值,最终实现了吃水线的检测。通过对多帧图像的实验,表明本文使用的方法是有效的。

关键词：水尺计重吃水线边缘检测分割识别

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海轮的吃水线

科学之友 1996年第3期 25-25页

见过海轮的人都知道,海轮的船舷都画有一条"吃水线",线的上下分别涂两种不同的颜色。有些远洋轮,在"吃水线"的下边还另标了四条短线。海轮为何要画"吃水线"?"吃水线"下边的四条短线又表示什么?"吃水线"是表示海轮的载重限度,当海轮下沉... 详细信息

见过海轮的人都知道,海轮的船舷都画有一条"吃水线",线的上下分别涂两种不同的颜色。有些远洋轮,在"吃水线"的下边还另标了四条短线。海轮为何要画"吃水线"?"吃水线"下边的四条短线又表示什么?"吃水线"是表示海轮的载重限度,当海轮下沉到"吃水线"时,则表示海轮不能再装载货物了。一般而言,海轮"吃水线"是在淡水里装货的限度,如在海水里装货,则可有所突破。这是因为淡水所产生的浮力与海水所产生的浮力是不同的。

关键词：吃水线海轮浮力海水盐度含盐度短线海水比重装货淡水限度

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红外舰船目标的要害点检测算法

红外与激光工程 2014年第1期43卷 48-52页

作者：赵微惠斌张玉晓中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院大学北京100049 中国科学院光电信息处理重点实验室辽宁沈阳110016 空军装备软件测评中心北京100076

针对红外成像与跟踪系统中舰船目标自动识别转跟踪后的跟踪点自动选取问题,提出了一种新的舰船目标要害点自动检测算法。基于舰船吃水线位于船体位置下方的几何关系以及动力舱的高亮度特征,检测吃水线和动力舱的交叉部位作为首要攻击点... 详细信息

针对红外成像与跟踪系统中舰船目标自动识别转跟踪后的跟踪点自动选取问题,提出了一种新的舰船目标要害点自动检测算法。基于舰船吃水线位于船体位置下方的几何关系以及动力舱的高亮度特征,检测吃水线和动力舱的交叉部位作为首要攻击点,将吃水线中部作为次要攻击点。首先对目标区域进行去噪预处理,通过Canny边缘提取、边缘闭合、两次连通域去噪等操作滤除背景纹理杂波确定目标的边缘,然后对目标底部边缘进行分段直线拟合,将拟合结果作为吃水线,最后利用灰度值统计确定最亮区域为求取的动力舱位置。实验结果统计表明,该方法检测结果稳定,具有良好的鲁棒性,适用于不同观测方向下的红外舰船目标的要害点检测,为跟踪点的自动选取提供了有效解决方案。

关键词：要害点检测精确制导红外图像舰船目标吃水线

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马克卢科人工岛的废弃计划和执行情况

海岸工程 1994年第Z1期13卷 215-224页

作者： L.M.ANAERSON C.B.LEIDERSDORF 郝艳华

在1987年无冰季节，阿拉斯加标准生产公司为阿拉斯加波弗特海的马克卢科人工岛拟定了一项废弃计划，以及该项计划的执行情况．这项计划的目的是清除遣散钻井作业后遗留下的所有地面设备，并清除部分砾石线护坡系统，否则这将会成为一种... 详细信息

在1987年无冰季节，阿拉斯加标准生产公司为阿拉斯加波弗特海的马克卢科人工岛拟定了一项废弃计划，以及该项计划的执行情况．这项计划的目的是清除遣散钻井作业后遗留下的所有地面设备，并清除部分砾石线护坡系统，否则这将会成为一种环境公害．虽然基本了解北极砾石人工岛的设计，但护被系统这种结构清除后将对环境因素影响方面的资料却几乎没有．马克卢科人工岛废弃所获得的经验，使我们在地面设备和护坡的清除，在未保护砾石斜坡的冲蚀速串，以及在波浪、潮流和冰作用下岛的极限期方面开阔了视野．

关键词：人工岛地面设备砾石护层执行情况拉铲挖掘机下斜坡断面图无冰季节吃水线

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自浮升降式航标平台吃水状态分析

水运工程 2021年第7期 163-170页

作者：余葵周浪胡应国张飞王宏梁家华重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心重庆400074 重庆交通大学重庆市桥梁通航安全与防撞工程技术研究中心重庆400074 长江重庆航道局万州航道处重庆400074

自浮升降式航标平台是一种新型水上航标平台装置,可以通过浮体在导向柱上的滑动适应大幅度水位变化。浮体平台的吃水深度是影响浮体运行稳定性的重要因素。通过公式推导得出浮体吃水深度与浮体质心、浮心之间的关系;通过水工物理模型试... 详细信息

自浮升降式航标平台是一种新型水上航标平台装置,可以通过浮体在导向柱上的滑动适应大幅度水位变化。浮体平台的吃水深度是影响浮体运行稳定性的重要因素。通过公式推导得出浮体吃水深度与浮体质心、浮心之间的关系;通过水工物理模型试验观察分析吃水深度变化导致浮体稳定性变化的规律,并通过有限元软件模拟了浮体运动状态;最后得出航标平台的吃水深度与浮体运行稳定性之间的响应规律。

关键词：浮体模型试验稳定性吃水线

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基于图像处理的散货船港航交重计量系统

基于图像处理的散货船港航交重计量系统

作者：刘丹大连海事大学

学位级别：硕士

水尺计重（Draft survey）是测定船舶装、卸货物前后的平均吃水数据所对应的排水量差值,扣除船舶中的其它载荷重量计算船舶载货量的方法。煤炭、矿石、化肥等大宗散货物品通常用此方法进行计量。本课题主要研究了利用图像处理技术确... 详细信息

水尺计重（Draft survey）是测定船舶装、卸货物前后的平均吃水数据所对应的排水量差值,扣除船舶中的其它载荷重量计算船舶载货量的方法。煤炭、矿石、化肥等大宗散货物品通常用此方法进行计量。本课题主要研究了利用图像处理技术确定人眼不易识别的吃水线位置。针对水尺图像采集环境的特点,本课题采用了基于爬壁机器人为载体的图像采集装置;针对水尺图像的特点,本课题采用了基于形态学、投影和图像分割的算法对水尺图像进行的检测处理。基于提高后续检测精度的目的,系统采用高分辨率的图像采集装置进行水尺图像的采集。为了降低后续处理的数据量,首先对图像进行二值化分割,获得高亮度的字符区域,并以此为基础在高度方向对图像进行投影统计,提取出离水线最近的“M”字符区域并进行倾斜校正,然后对”M”字符区域进行分割和对“M”字符前面的数字进行识别。对“M”下面的小字符进行分割和识别,并确定离水面最近的可识别字符。为了防止因船舶形状对字符大小的影响,可以根据数字的识别效果以“M”字符所占的像素个数或者离水线最近的可识别数字所占的像素个数为计量标准。再次以可识别数字的下边缘为界对彩色图像进行剪裁,然后对彩色图像进行分割以及提取最长边界并拟合水面位置,为了防止检测结果受海水波浪的影响,对检测结果进行均值运算确定水面所在的位置。本文针对船舶水尺字符的特点,对船舶水尺图像进行了充分的预处理,包括对字符的分割、倾斜校正和图像剪裁,获得了较好的检测和识别效果;通过彩色图像分割确定吃水线位置,按照水尺计重的规则,利用“M”前面的字符识别结果、计量标准和水面位置计算水尺数据。通过对实地采集的图像进行处理检测,表明此方法是有效的,实现船舶的自动水尺计量系统是可行的。

关键词：水尺计重图像处理吃水线边缘检测彩色图像分割

图象处理技术在船舶吃水自动检测系统中的应用

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图象处理技术在船舶吃水自动检测系统中的应用

作者：周广程南京理工大学

学位级别：硕士

水尺计重适用于价值较低的、过磅困难、大宗散装商品计重。它具有一定的科学性和准确性，其计重结果可作为商品的交接结算，处理索赔，计算运费和通关计税等的依据。本文主要研究了如何获得人眼不易准确确定的吃水线在刻度数字内部的... 详细信息

水尺计重适用于价值较低的、过磅困难、大宗散装商品计重。它具有一定的科学性和准确性，其计重结果可作为商品的交接结算，处理索赔，计算运费和通关计税等的依据。本文主要研究了如何获得人眼不易准确确定的吃水线在刻度数字内部的相对位置的问题。这样获得的结果就能够和人工计量相结合，由人工识别刻度数字，而由计算机获得更进一步的精确位置，从而提高水尺计量的精度。由于实验用图较大，为了缩短运算时间，本文首先对图像的H空间进行了二值化分割，获得了船帮和水面的大致交界位置，以此为基础进行第一次切割。根据水尺刻度字的位置在水线以上的特征，进行了第二次切割。对于吃水线的检测，本文分为两步，第一步是基于HIS空间的方向距离彩色梯度算法，第二步是基于梯度幅度的启发式边缘提取算法，对吃水线的边缘提取取得了比较理想的结果。为了找到真正的吃水线边缘，本文依据吃水线边缘的H梯度、S梯度、I梯度、彩色方向距离梯度以及启发式边缘提取中的边缘搜索次数这五个属性的值均应较大的特点，采用投票方法，根据投票结果选择了可能的真实吃水线边缘。再对边缘在S空间上的上侧和下侧区域均值作差，根据结果的不同，挑选出真实的吃水线边缘。最后使用最小二乘法拟合出代表水平面位置的直线。本文针对船帮刻度字的特点，提出了一种新的逐行二值化的分割方法，对船帮刻度字进行分割，取得了较好的分割效果。接着使用投影法，确定刻度字的位置。最后根据水尺计量的规定，使用之前获得的信息计算出水平面在刻度数字内部的相对下边缘的高度。通过对多幅实地拍摄图像的实验，表明本文提出的方法是有效的。

关键词：水尺计重吃水线彩色空间边缘检测

Geometry Modeling of Ship Hull Based on Non-uniform B-spline

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Journal of Shanghai Jiaotong university(Science) 2008年第2期13卷 189-192页

作者：王虎邹早建 School of Naval Ocean Architecture and Civil EngineeringShanghai Jiaotong University

In order to generate the three-dimensional (3-D) hull surface accurately and smoothly,a mixed method which is made up of non-uniform B-spline together with an iterative procedure was developed.By using the iterative method the data points on each section curve are calculated and the generalized waterlines and transverse section curves are determined.Then using the non-uniform B-spline expression,the control vertex net of the hull is calculated based on the generalized waterlines and section curves.A ship with tunnel stern was taken as test case.The numerical results prove that the proposed approach for geometry modeling of 3-D ship hull surface is accurate and effective.

关键词：船舶容量几何模型吃水线

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基于计算机视觉的运砂船超载状态检测

现代计算机（中旬刊） 2014年第11期 49-54页

作者：王炎龙陶青川四川大学电子信息学院成都610064

针对采砂监管过程中运砂船超载状态的检测问题,提出一种采用类Haar特征和Gentle Adaboost算法相结合的方法在非特写视频图像中检测吃水线和船舷线,通过手工标定的方式标定出标准载重干舷,然后通过实际干舷值与标准载重干舷值的比较来判... 详细信息

针对采砂监管过程中运砂船超载状态的检测问题,提出一种采用类Haar特征和Gentle Adaboost算法相结合的方法在非特写视频图像中检测吃水线和船舷线,通过手工标定的方式标定出标准载重干舷,然后通过实际干舷值与标准载重干舷值的比较来判断运砂船超载状态。实验表明,该方法能快速准确地在复杂的采砂现场环境中检测到目标运砂船的吃水线和船舷线,经手工标定后能准确地判断运砂船的超载状态,为采砂监管提供技术帮助。

关键词：吃水线船舷线超载状态载重干舷值 Gentle Adaboost算法