目标联动CCTV系统主控中心软件的研究

论文摘要

随着沿海与内河航运业的快速发展,船舶交通量不断增大,通航管理难度也在逐渐加大。VTS投入使用以来,有效地改善了所在港区和航道的通航环境,增强了水上交通安全。但是受客观条件和技术水平的限制,雷达和AIS手段有时难以发挥有效作用,迫切需要采取一种更为有效的手段辅助VTS进行船舶交通管理。由于CCTV能够提供比较直观的图像视频信息,采用CCTV监控系统进行辅助管理成为目前一种较为有效可行的模式。它不仅能保障通航环境安全与通畅的需要,而且可以弥补VTS中的不足、强化海事执法力度和提高海事监督效率。目标联动CCTV系统集成了雷达子系统、AIS子系统和CCTV监控系统各自的优点,能够更加有效地提高船舶交通管理的效率。该系统以基于电子海图的人机交互界面为基础,通过雷达解码和AIS解码提取目标的有用信息,然后把目标显示在电子海图上。在人机交互界面的CCTV控制平台上,能够完成对云台和摄像机镜头的各种控制,其中包括:云台的水平转动和垂直转动、镜头的焦距调节、光圈大小、雨刷和射灯等。当CCTV摄像机镜头获取目标之后,能够实现对目标的连续跟踪和监控,保证目标自始至终都在监控画面之内。结合实际工程项目中遇到的具体问题,针对现有VTS系统中存在的一些缺陷,目标联动CCTV系统提出了一些改进的办法以及在功能上进行了拓展,本文主要取得了以下的研究成果:1.在主控中心编解码技术的研究中,实现了雷达解码和AIS解码,以及CCTV控制信息的编码,为实现目标在电子海图上的显示和控制CCTV提供了理论依据。2.通过目标跟踪算法和CCTV控制算法的研究,结合雷达和AIS提供的目标信息,能够控制CCTV对目标进行跟踪和监控。3.完成了电子海图的绘制,并能够对海图进行各种操作,在电子海图上能够显示雷达和AIS目标,在此基础上实现了基于电子海图的人机交互界面以及CCTV控制平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景、目的和意义
• 1.2 CCTV监控系统建设的必要性
• 1.2.1 保障通航环境安全与通畅的需要
• 1.2.2 CCTV监控可以弥补VTS中的不足
• 1.2.3 CCTV监控可以强化海事执法力度
• 1.2.4 CCTV监控可以提高海事监管效率
• 1.3 CCTV监控系统的发展状况
• 1.3.1 CCTV中存在的问题
• 1.3.2 CCTV新技术的发展
• 1.3.3 移动CCTV
• 1.3.4 CCTV的发展前景
• 1.4 课题研究的主要内容和研究成果
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究成果
• 1.5 论文的结构
• 1.6 本章小结
• 第2章 系统的总体设计
• 2.1 系统需求分析
• 2.2 系统的功能设计
• 2.3 系统的结构设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 主控中心编解码技术的研究
• 3.1 雷达目标信息的解码
• 3.1.1 网口解码流程
• 3.1.2 串口解码流程
• 3.2 AIS目标信息的解码
• 3.2.1 AIS数据的报文格式
• 3.2.2 AIS的消息分类
• 3.2.3 AIS信息解码流程
• 3.3 CCTV控制信息的编码
• 3.3.1 NMEA-0183协议
• 3.3.2 控制信息的编码
• 3.4 本章小结
• 第4章 目标跟踪和 CCTV控制算法的研究
• 4.1 目标跟踪算法的研究
• 4.1.1 静态目标的跟踪算法
• 4.1.2 动态目标的跟踪算法
• 4.2 CCTV控制算法的研究
• 4.2.1 CCTV镜头视距与视场角的关系
• 4.2.2 云台转速与视距和视场角的关系
• 4.3 目标跟踪精度问题的研究
• 4.4 基于图像信息的目标跟踪算法
• 4.4.1 波门跟踪算法
• 4.4.2 相关跟踪算法
• 4.5 本章小结
• 第5章 主控中心软件平台的实现
• 5.1 电子海图的交换格式
• 5.1.1 电子海图的理论数据模型
• 5.1.2 电子海图的数据结构
• 5.2 电子海图的合成和显示算法
• 5.2.1 电子海图的合成算法
• 5.2.2 电子海图的显示算法
• 5.3 基于电子海图的人机交互界面的实现
• 5.3.1 海图数据的录入归类
• 5.3.2 电子海图的显示
• 5.3.3 人机交互界面
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历