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[发明专利]船舶运动模型的处理方法、装置及存储介质-CN202111549487.5在审
发明人：陈立家;王凯;吴小红;魏天明;许毅;汪洋 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种船舶运动模型的处理方法、装置及存储介质，能够结合环境因素，构建船舶运动响应数字孪生模型，结合运动参数辨识模型实时优化船舶运动响应模型，实现对船舶运动实时的较精确的预报。该方法包括：实时获取真实环境的风浪流状态，根据风浪流状态结合风浪流数学模型构建环境数字孪生体；根据环境数字孪生体，对环境干扰力分析得到分析结果；获取实船的传感器数据，结合运动参数辨识模型构建船舶运动模型；根据分析结果，对船舶运动模型在实时环境干扰下进行仿真，得到船舶运动状态仿真结果；根据船舶运动状态仿真结果，计算得到船舶运动状态仿真结果与实船运动响应的误差小于阈值，得到反映实时风浪流干扰的船舶运动响应模型
船舶运动模型处理方法装置存储介质

[发明专利]一种恶劣海况下基于模型预测控制的船舶航行控制方法-CN202310402471.4在审
发明人：李国帅;张显库;章文俊 -专利权人：大连海事大学
申请日： 2023-04-14 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种恶劣海况下基于模型预测控制的船舶航行控制方法，包括如下步骤：构建恶劣海况下水面船舶的连续型运动学模型；基于期望轨迹，对连续型运动学模型进行离散化；基于离散型船舶运动模型，对船舶的未来运动状态进行预测，得到船舶的未来运动状态结果；根据船舶的未来运动状态结果设计用于量化船舶未来运动状态与期望状态之间的偏差的代价函数；根据约束条件对船舶的控制输入进行限制，求解最优控制变量，对离散型船舶运动模型进行控制；根据波浪数据及船舶姿态信息，调整设定船舶受浪角；利用时间和事件双重触发机制控制船舶的转向时机，实现船舶沿“Z”字形轨迹航行。可提高船舶在恶劣海况下的安全性、自主性和稳定性。
一种恶劣海况基于模型预测控制船舶航行方法

[发明专利]基于亨利气体溶解度的船舶控制方法、系统和存储介质-CN202110170522.6有效
发明人：刘佳仑;王乐;李诗杰;谢玲利;张培;吴青 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-02-08 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于亨利气体溶解度的船舶控制方法、系统和存储介质，方法包括：获取船舶当前时刻的状态信息；构建船舶运动模型；根据当前时刻的状态信息结合船舶运动模型，采用亨利气体溶解度预测方式预测船舶下一时刻的船舶控制信息；根据船舶控制信息控制船舶运动。本发明通过先获取船舶当前时刻的状态信息和构建船舶运动模型，接着根据当前时刻的状态信息结合船舶运动模型，采用亨利气体溶解度预测方式预测船舶下一时刻的船舶控制信息，然后通过控制信息控制船舶运动，以提高预测过程的收敛速度，同时使得本发明能够有效应用于多种类型的船舶运动控制过程。本发明可广泛应用于船舶控制技术领域。
基于亨利气体溶解度船舶控制方法系统存储介质

[发明专利]一种船舶运动状态重构方法、装置、设备及存储介质-CN202211359385.1有效
发明人：谢华伟;韩俊庆;李伟;孟凡彬;胡英俊 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所;中国船舶重工集团公司第七0七研究所九江分部
申请日： 2022-11-02 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种船舶运动状态重构方法、装置、设备及存储介质。包括：获取船舶的行驶参数，根据行驶参数建立船舶航向的初始状态方程；获取干扰项，根据干扰项对初始状态方程进行扩展生成最终状态方程；将最终状态方程结合卡尔曼滤波算法获得重构船舶运动状态信息，其中，重构船舶运动状态信息包括船舶航向改变量通过获取船舶的行驶参数建立船舶航向的初始状态方程后再通过干扰项对初始状态方程进行扩展，能够有效地滤除海浪干扰环境下航向信号中的高频干扰，以实现减少船舶航行时的无效舵问题，再将最终状态方程结合卡尔曼滤波算法获得重构船舶运动状态信息，实现海浪滤波的同时消除干扰环境下状态观测静差问题。
一种船舶运动状态方法装置设备存储介质

[发明专利]一种基于数字孪生的船舶运动可视化方法-CN202310287941.7在审
发明人：贾东星;关克平;陈锦标 -专利权人：上海海事大学
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06T7/277 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于数字孪生的船舶运动可视化方法，包括如下步骤：从多个数据源获取现实中的船舶信息，通过解析获取船舶状态数据；基于所述船舶状态数据，加载预设的船舶模型以及与船舶位置相匹配的环境模型；基于当前的船舶状态数据，通过卡尔曼滤波对数字孪生船舶的运动状态进行更新，在更新过程中，动态调整孪生船舶运动状态更新频率；获取观察视点信息，基于船舶模型、环境模型、视点观察选择信息以及数字孪生船舶的运动状态，向可视化终端输出可视化信号与现有技术相比，本发明在数字孪生船舶状态更新时能够平稳过渡，且成本低廉、维护方便。
一种基于数字孪生船舶运动可视化方法

[发明专利]船舶的缆绳松动检测方法、装置、电子设备及存储介质-CN202210577693.5在审
发明人：汤志宏;梁海欣;徐昌举 -专利权人：广东逸动科技有限公司
申请日： 2022-05-25 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G01C21/10 文献下载
摘要：本发明公开了船舶的缆绳松动检测方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：在目标船舶处于停驻状态的情况下，获取目标船舶的运动信息；基于运动判定条件对目标船舶的运动信息进行判定；在目标船舶的运动信息的判定结果满足运动判定条件的情况下，确定目标船舶的缆绳处于松动状态，本发明通过检测船舶的运动信息，判定船舶缆绳是否处于松动状态，降低了船舶因缆绳松动造成的丢失或者碰撞损坏风险，提高船舶靠岸停靠的安全性。
船舶缆绳松动检测方法装置电子设备存储介质

[发明专利]一种船舶操纵运动ADAM局部加权回归辨识建模方法-CN202011062082.4有效
发明人：任俊生;张钊;尹勇;孙霄峰;张秀凤;神和龙;刘秀文;刘春雷;朱忠显;钱小斌;白伟伟;岳万程;庞晓思 -专利权人：大连海事大学;大连海大智龙科技有限公司
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供一种船舶操纵运动ADAM(adaptive moment estimation)局部加权回归辨识建模方法，包括以下步骤：选定待辨识船舶操纵运动模型，根据模型中的船舶所受力矩与力和船舶运动状态确定辨识方法的回归模型、输入变量和输出变量；基于局部加权回归构建多输入多输出的船舶操纵运动数学模型；对所述模型进行基于ADAM优化的优化训练，使模型达到精度要求；通过所建模型在线解算船舶的力与力矩预测船舶运动状态，以实现船舶运动动态仿真本发明能够更贴合实际工程应用场景，基于所辨识船舶操纵运动模型，通过查询变量(舵角，转速)，动态仿真船舶运动状态，符合船舶模拟器的工程应用。
一种船舶操纵运动 adam 局部加权回归辨识建模方法

[发明专利]一种考虑航道环境的船舶智能操纵方法-CN202210283450.0有效
发明人：周诗楠;孙文愈;魏锦芳 -专利权人：中国船舶科学研究中心
申请日： 2022-03-22 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G06Q10/047 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑航道环境的船舶智能操纵方法，涉及船舶操纵技术领域，该方法包括：构建运动预报模型，该模型包含了船舶操纵控制参数和船舶操纵状态参数的对应关系；根据航行任务和确定因素预先规划船舶运动轨迹；获取当前时刻的船舶操纵控制参数和不确定环境量，输入至运动预报模型更新船舶操纵状态参数，确定预先规划船舶运动轨迹中当前时刻的航行目标与更新后的船舶操纵状态参数之间的状态观测偏差，输入至最优估计算法修正下一时刻的船舶操纵控制参数；基于实测数据和模型的计算数据构建多置信度模型，用于优化运动预报模型。该方法实现了船舶控制输出的快速响应，在航行过程中通过修正船舶控制输入，提高预先规划运动轨迹的准确性。
一种考虑航道环境船舶智能操纵方法

[发明专利]船舶操纵运动高斯过程回归在线非参数辨识建模方法-CN202210864855.3在审
发明人：任俊生;张钊;尹勇;张秀凤;刘秀文;孙霄峰;神和龙;朱忠显;景乾峰;刘春雷;钱小斌 -专利权人：大连海事大学;大连海大智龙科技有限公司
申请日： 2022-07-21 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供一种基于矩估计的船舶四自由度操纵运动高斯过程回归在线非参数辨识建模方法，包括以下步骤：选定待辨识船舶操纵运动模型，根据模型中的船舶所受力矩与力和船舶运动状态确定在线辨识方法的特征矩阵、输入变量和输出变量；基于增量高斯过程进行船舶运动在线辨识建模；对所述模型进行基于网格索引的增量学习和基于矩估计方法的参数学习，以实现模型的实时更新；同时在线解算船舶运动状态，以实现船舶运动动态仿真。本发明能够更贴合实际工程应用场景，通过在线辨识操纵运动模型，动态仿真船舶运动状态，可以为智能船舶提供技术支持。
船舶操纵运动过程回归在线参数辨识建模方法

[发明专利]一种基于外源卡尔曼滤波的船舶动力定位系统-CN202110146901.1在审
发明人：何治斌;陆昊;林杰;张均东 -专利权人：大连海事大学
申请日： 2021-02-03 - 公布日： 2021-06-15 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于外源卡尔曼滤波的船舶动力定位系统，包括船舶期望位置设置模块用于设置船舶的期望位置，控制器模块用于获取动力定位系统需要输出的控制力和控制力矩，环境力提取模块用于建立风、浪、流及其他因素扰动数学模型，并传递至船舶低频运动模块，由船舶运动低频模块所建立的船舶运动低频模型和船舶运动高频模块所建立的船舶高频运行模型获得船舶运动总模型，外源卡尔曼滤波模块用于对船舶运动总模型进行两阶段估计，船舶状态信息模块用于获取船舶运动信息本发明能够改善控制系统对保持船舶姿态的控制效果。且具有良好的状态估计效果和滤波精度。
一种基于卡尔滤波船舶动力定位系统

[发明专利]减小船舶横摇运动的分析方法-CN201310326120.6有效
发明人：李红霞;黄一;彭东升;柏阳;常洪波 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2013-07-30 - 公布日： 2013-11-13 - 主分类号： B63B39/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种减小船舶横摇运动的分析方法，根据建立船舶的三维仿真图像，计算船舶任意浪下的船舶的瞬时回复力、瞬时波浪入射力，对船舶垂荡、纵摇和横摇三自由度耦合运动微分方程求解计算出横摇角以及计算出船舶横摇概率，得到船舶横摇角小于进水角的概率，从而来判断船舶是否在安全状态下行驶，通过调整船舶的航行状态可获得任意浪向随机波作用下船舶运动的数值仿真结果及横摇角小于进水角的概率，据此可找到横摇角小于进水角概率的最大值对应的航行状态，通过选择航行状态或在设计阶段改变船体型线来减小船舶的横摇运动。本发明计算出横摇角和横摇概率，据此来减小船舶任意浪下的横摇运动。
减小船舶运动分析方法

[发明专利]船舶驾驶人员状态监测方法、系统、存储介质及设备-CN202111003662.0有效
发明人：周以齐;韩甦 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-08-30 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G06V40/20 文献下载
摘要：本发明涉及船舶驾驶人员状态监测方法、系统、存储介质及设备，其中，船舶驾驶人员状态监测方法包括以下步骤：基于船舶驾驶舱内的图像数据图像数据获取图像中驾驶人员的人体运动数据，人体运动数据包括面部、头部、躯干、手臂、腿部和脚部的运动数据；基于训练完毕的人体姿态识别模型，利用人体运动数据获取驾驶人员的状态。基于驾驶人员面部微运动和头部、躯干、手臂、腿部及脚部的运动数据，实现了对船舶驾驶舱人员状态监测与采集，该系统对船舶驾驶舱环境的改造和对人员状态影响最小化，不会由于监测设备的出现，而增加人员或船舶的负担，
船舶驾驶人员状态监测方法系统存储介质设备

[发明专利]一种多船碰撞预测方法、系统和存储介质-CN201911102671.8有效
发明人：李诗杰;刘佳仑;马枫;严新平 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2019-11-12 - 公布日： 2022-02-22 - 主分类号： G08G3/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种多船碰撞预测方法、系统和存储介质，所述方法包括以下步骤：获取若干船舶的当前状态信息；根据若干船舶的当前状态信息，通过船舶运动学模型预测船舶的运行轨迹和位置信息；根据船舶的运行轨迹和位置信息预测在预设时间段内船舶的碰撞风险状态；根据船舶碰撞风险状态构建多船协同避碰优化模型；求解多船协同避碰优化模型，生成多船避碰方案。本发明通过船舶运动学模型根据获取的当前状态信息，预测船舶的运动轨迹和位置信息，通过求解由碰撞风险状态构建的多船协同碰撞优化模型，生成多船避碰方案，从而使水域上的船舶能够根据多船避碰方案进行行驶，降低船舶发生碰撞的概率
一种碰撞预测方法系统存储介质

[发明专利]一种基于多拖轮协同的船舶靠离泊控制系统和方法-CN202110066949.1在审
发明人：刘佳仑;李晨;李诗杰;吴青 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-01-19 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多拖轮协同的船舶靠离泊控制系统和方法，系统包括：运动轨迹规划模块，用于生成船舶靠离泊的运动参考轨迹；船舶数据管理模块，用于采集船舶在被拖轮拖动过程的船舶运动数据；数据交互综合处理模块，用于构建船舶靠离泊运动预测模型，采用船舶靠离泊运动预测模型根据运动参考轨迹预测拖轮的运动控制数据；比较船舶运动数据与运动参考轨迹的偏移大小，根据偏移大小的比较结果生成拖轮的运动调整数据；拖轮数据管理模块，用于根据数据交互综合处理模块预测的运动控制数据控制多个拖轮运动状态，并根据数据交互综合处理模块生成的运动调整数据调整多个拖轮运动状态。本发明能更加准确的控制船舶靠离泊过程中的路径和姿态。
一种基于拖轮协同船舶靠离泊控制系统方法

[发明专利]一种两船相对运动状态实时测算方法-CN202210819715.4在审
发明人：赵威 -专利权人：中国船舶工业集团公司第七0八研究所
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本申请公开了一种两船相对运动状态实时测算方法，测算方法步骤包括坐标系定义、建立船舶运动模型、基于扩展卡尔曼滤波器进行船舶运动状态测量信息的融合与观测处理、船体任意结构点运动状态计算以及时钟校正与两船相对运动状态解算本申请针对风浪环境中两船或多船协同作业时运动状态监视与运动控制需求，通过船体六自由度运动状态观测算法对与船体位姿测量信息的融合处理，避免了船舶动力学模型复杂非线性的影响，并通过扩展卡尔曼滤波算法滤除测量噪声，融合冗余测量信息，获取船舶实时运动状态的最优估计；基于时空一致坐标系计算两船在纵向、横向、垂荡、艏摇、横摇及纵摇方向的相对运动状态。
一种相对运动状态实时测算方法

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