基于机器视觉的船舶甲板维护保养环境识别研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zqdxtushuguan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着船舶的长时间营运,船舶的甲板设备或多或少会出现一些故障和问题,影响船舶的行驶安全。因此,对船舶甲板设备进行有效的维护保养是必不可少的工作。但目前我国船舶机械设备维护保养水平相对滞后,主要依靠传统的人工目测与手动测量,随意性较强,效率较低。随着人工智能技术的飞速发展,机器视觉、模式识别等智能识别检测方法应用而生,传统的船舶机械设备维护保养方法已经无法满足当今的时代发展,将机器视觉的理论与技术应用于船舶甲板维护保养环境的识别研究具有重要的工程意义。本文采用机器视觉技术对船舶甲板维护保养环境识别展开研究。文章设计了基于双目视觉的典型船舶甲板设备三维点云重建方案、基于点云配准的典型船舶甲板设备三维缺陷识别检测方案以及基于支持向量机的典型船舶甲板设备二维缺陷识别检测方案。对基于双目视觉的典型船舶甲板设备三维重建研究,使用张正友法对双目相机进行了标定,通过立体校正实现了双目相机的共平面校准。通过优化的SGM半全局立体匹配算法获取了船锚的视差图,利用相似三角形获得了船锚的三维点云空间坐标,最后实现三维点云的可视化。对基于点云配准的典型船舶甲板设备三维缺陷检测研究,利用均匀采样算法提取了典型船舶甲板设备三维模型的点云并将三维模型格式转化成了点云格式文件,为了获得较好的点云配准效果,文章将点云配准分为基于FPFH算法的初始配准和基于ICP算法的精确配准两部分,并利用kd-tree快速最近邻算法改进点云配准的运行效率。为了验证点云配准算法的有效性,在原始的典型船舶甲板设备三维模型基础上人为制造磨损、松动、断裂等缺陷,利用配准算法实现了缺陷的检测与可视化。对基于支持向量机的典型船舶甲板设备二维缺陷检测研究,采集锈蚀、裂纹、孔洞三种典型船舶甲板设备缺陷图像并建立图像样本数据库,利用灰度共生矩阵构建甲板设备缺陷特征向量数据库。通过网格搜索法与粒子群算法,优化了支持向量机的参数,寻得最优参数后建立支持向量机分类模型实现典型船舶甲板设备的二维缺陷识别与检测。
其他文献
由于浅海复杂海况的影响,造成运维期间的风电桩基和海缆大规模破坏,为了对该区域的风电机组进行中远程检测,并获取水下稳定的检测画面避免抢修不及时造成的资源浪费,人们致力于研究适用海上风电机组检测的水下运载器。拖曳式ARV是由抗拉脐带缆、ARV运载体和水面拖曳体组成的刚柔混合系统,它不仅能够克服脐带缆对运载器运动区域的限制,而且可以做到检测过程中信息实时交互及多自由度操控,在风电检测中具有重要意义。但由
学位
我国是海洋大国,海岸线绵长,海洋资源丰富。海底资源的开发利用对我国的全面可持续发展有着举足轻重的意义。当前,开展海底探测工作的技术主要有:侧扫声呐技术、多波束测深技术等。这些探测技术的工作原理与水下目标声散射特性密切相关。此外,海底流固边界的有效处理也是高效开展海底探测工作所需要考虑的关键部分。上世纪,许多教科书及文献普遍认为边界上无滑移,即流体与固体壁面之间没有相对速度。随着科学技术的迅猛发展,
学位
志愿服务是提升学生核心素养的重要途径。在高中阶段开展志愿服务活动,不仅能够加强学生思想道德建设,而且还能将学生所学知识运用于实践,充分体验到帮助他人的快乐与幸福。在志愿服务活动中,学生的科学认知能力、自主发展能力、创新实践能力以及社会责任感等方面均会显著提升,服务志愿者也必将成为建设文化强国的一面"旗手"。
期刊
地球上约71%的面积是海洋,海洋中蕴藏着丰富的海洋资源,其中,油气等资源更是占到了地球总储量的30%以上。油气产业的兴起催生了海洋油气管道的建设,海底油气管道在油气运输方面得到了广泛应用。海底油气管道作用的发挥要以安全运行为前提。一旦发生损坏导致油气泄露,将对环境和经济造成不可挽回的损失。海底管道极易受到船锚抛锚等意外撞击的影响,为了保护管道免受坠物意外撞击的影响,通常对海底管道进行一定的埋深,因
学位
我国地域辽阔,海岸线绵长,风能、波浪能丰富且储量可观,但利用率有限,风能和波浪能的开发利用不仅可以应对化石能源枯竭,还可以降低温室气体排放。海风和海浪相依相存,在风资源丰富的海域,蕴含的波浪能资源也较为丰富,将海上风机与波浪能装置集于一体发电,使两者共享一套平台结构和电力输送系统,在提高海洋资源利用率的同时,还可以节省空间和减少单位发电成本。鉴于风能-波浪能联合发电装置的种种优势,现已成为研究人员
学位
目前,船体结构检验主要依赖脚手架、高空车、便携梯子等设施,这些方法存在效率低、成本高和危险性高等问题。采用无人机进行船体检验,将高清图像实时传输至地面监控端,可以省去搭建相关设施带来的种种不便和隐患,能够极大地降低检验成本、提高检验效率并降低高空作业的风险。当下,小微型无人机的发展逐渐加快,应用场景越来越广泛,针对旋翼无人机的自主导航、自主避障等相关方面的研究成为国内外在无人机领域的研究热点。无人
学位
报纸
由于长期暴露在海洋环境中,系泊系统或其他海洋工程结构中使用的钢丝绳会发生严重的腐蚀。此外,当腐蚀钢丝绳受到波浪、风和其他振动作用时,腐蚀与循环载荷的耦合效应将使钢丝绳的滞回力学行为受到更为显著的影响。为合理描述海水腐蚀钢丝绳的宏观力学行为,本文对具有不同腐蚀程度的6×19S-IWRC型圆股钢丝绳的单调拉伸和拉拉滞回行为进行了实验研究,提出了考虑腐蚀和加载幅值影响的滞回模型,并采用有限元方法,研究钢
学位
随着全球气候变暖,北极冰盖出现大面积的融化,北极航线的通行成为了可能。极地运输船舶随着破冰船开辟的航道或者独立航行时会遭遇大量的碎冰,船体与碎冰的碰撞呈现周期性,因而会产生较大的交变应力,进而导致船体局部结构萌生裂纹甚至是发生疲劳断裂破坏。极地船舶一旦发生漏油现象,将会对北极环境造成难以清理的灾难。因此,碎冰区极地运输船舶冰致疲劳损伤研究极为重要。本文针对极地运输船舶的疲劳损伤分析方法,展开以下研
学位
近年来,高性能船舶由于其性能优越,各国对高性能船舶的研究越来越重视。常规细长型三体船和小水线面船是常见的高性能船舶:常规细长型三体船具有宽阔的甲板面积,稳性好,耐波性优良,快速性好等特点;小水线面船可以最大程度减少航行过程的兴波阻力。而本文研究的小水线面三体船是常规三体船和小水线面船的复合型船舶,兼具常规三体船和小水线面船舶优越的性能。由于其宽大的甲板面积,对于载运旅客、货物方面具有独一无二的优势
学位