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[发明专利]面向人机交互的船舶智能避碰方法及系统-CN202111588409.6有效
发明人：黄亚敏;陈琳瑛;文元桥 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-12-23 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：公开了一种面向人机交互的船舶智能避碰方法及系统，该方法包括：获取目标船舶的基本尺度信息，并实现本船与目标船舶间间交换未来轨迹点或路径点；根据本船获取的目标船舶未来轨迹，排除能够导致船舶发生碰撞的航向与航速，并提供最优的避碰决策；将决策过程可视化，并允许船员设置优先决策区域，并在可行的决策区域中任意修改避碰决策；在避碰决策的可行解较少时，发出控制预警，提醒船员及时接管船舶；执行船舶安全的航向与航速，并允许船员随时直接接管控制船舶的螺旋桨转速与舵角。本发明能够将避碰决策过程以符合人机工程学的方式呈现给控制人员，帮助控制人员了解智能系统的操作意图，支持控制人员直接或间接地干预智能船舶的避让行动。
面向人机交互船舶智能方法系统

[发明专利]一种船用燃料油含硫量移动监测装置及方法-CN202110440852.2有效
发明人： 文元桥;彭鑫;周春辉;黄亮;肖长诗;黄亚敏;朱曼 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-04-23 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G01N33/28 文献下载
摘要：本发明提供了一种船用燃料油含硫量移动监测装置及方法，该装置和方法操作简单，能仅利用多源传感器移动搭载平台监测的SO2气体浓度，利用建立的船舶大气污染物排放扩散模型，对船用燃料油含硫量估计，极大程度上降低了CO2监测浓度信息对于船用燃料油含硫量估算值精度的影响，提高了船用燃料油含硫量的估算结果的可信度；同时极大程度上节约了监测设备的投资成本，降低了技术人员的操作技能要求，可操作性强，船用燃料油含硫量估算方法自动化程度高，易于实现，为海事监管部门识别违规高硫油船舶，提供了一种智能化、高效的装置和方法。
一种燃料油含硫量移动监测装置方法

[实用新型]一种便携式海事执法装备-CN202320912316.2有效
发明人：徐才云;孙业峰;邓巍;胡志;李克丁;周春辉;文元桥;甘浪雄 -专利权人：武汉欣海远航科技研发有限公司
申请日： 2023-04-18 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： B65D43/16 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种便携式海事执法装备，包括箱体组件、执法设备及供电组件，箱体组件包括箱体和箱盖，箱体的内部空心且一侧开口，箱盖相对箱体的开口侧设置，用于开启或者封闭箱体的开口端；执法设备活动内置于箱体；供电组件包括用于给执法设备充电的供电元件、电源、开关组件，开关组件设置于箱盖与箱体之间，电源经开关组件与供电元件电连接；当箱盖封闭箱体时，驱动开关组件动作，开关组件控制供电元件与电源导通；当箱盖开启箱体时，驱动开关组件动作，开关组件控制供电元件与电源断开。实现了对执法设备的容纳并能够在执法设备不使用时给执法设备充电；实现了需要使用执法设备时，给执法设备充电的供电元件的断电。
一种便携式海事执法装备

[发明专利]一种解决存在网络延时的无人艇轨迹跟踪控制方法-CN202310939779.2在审
发明人：朱曼;雷涛;文元桥;黄亚敏;田康 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-07-28 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种解决存在网络延时的无人艇轨迹跟踪控制方法，包括如下步骤：S1：分别建立惯性坐标系和艇体坐标系，惯性坐标系基于USV所在环境建立，艇体坐标系基于USV的结构建立；建立三自由度USV运动学与动力学数学模型；并进一步改写为标量形式方程并进行离散化；S2：将USV轨迹跟踪控制问题转换为虚拟速度跟踪控制问题，设计虚拟速度控制律；S3：设计纵向推力离散滑动模态控制律；S4：设计转向力矩离散滑动模态控制律；S5：设计总的扰动的神经网络逼近算法；S6：考虑前向通道与反馈通道的网络延时的USV网络化预测控制，得到最终的预测控制律。通过上述方案，能够满足USV的轨迹跟踪控制的需求。
一种解决存在网络延时无人轨迹跟踪控制方法

[发明专利]一种船舶甲板设备远程控制系统及方法-CN202210033361.0有效
发明人：朱曼;王理征;文元桥;黄亚敏;黄亮;周春辉;张帆;吴博;杨君兰;肖长诗;陈华龙 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-01-12 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G05B19/042 文献下载
摘要：本发明提供了一种船舶甲板设备远程控制系统及方法，其系统包括：远程控制平台、监控分析域控制器、操作执行域控制器以及分别与所述远程控制平台、所述监控分析域控制器、所述操作执行域控制器通信连接的通讯模块；所述监控分析域控制器用于监测船舶甲板设备中的各执行机构，并生成报文；所述通讯模块用于将所述报文发送至所述远程控制平台；所述远程控制平台用于根据所述报文生成控制指令和/或预警信号；所述通讯模块还用于将所述控制指令发送至所述操作执行域控制器；所述操作执行域控制器用于根据所述控制指令控制所述执行机构的执行动作。本发明降低了船舶甲板设备的操作时间和操作成本，提高了操作安全性。
一种船舶甲板设备远程控制系统方法

[发明专利]基于滑动窗口的内河船舶横驶行为语义检测方法及装置-CN202310584094.0在审
发明人： 文元桥;胡马盟;黄亚敏;黄亮;朱曼;周春辉;张帆;卢志刚 -专利权人：武汉理工大学;浙江省交通运输科学研究院
申请日： 2023-05-19 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G06F16/29 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于滑动窗口的内河船舶横驶行为语义检测方法及装置，该方法包括：获取航道环境的空间坐标数据；获取内河船舶的AIS轨迹数据并进行预处理；基于航道环境的空间坐标数据以及预处理后的AIS轨迹数据，利用序列滑动窗口遍历船舶轨迹点，根据维数扩展的9交集模型DE‑91M计算船舶轨迹点和轨迹段与航道的空间拓扑关系，得到船舶拓扑行为语义关系集；构建内河船舶横驶行为语义的拓扑行为关系顺序规则，结合船舶拓扑行为语义关系集检测内河船舶横驶行为。本发明不仅从语义层面建立、识别和扩充表达船舶横驶行为语义，更能在数据层面实时的对船舶数据进行语义行为的提取、计算检测并且可视化，对水上交通实时的监管和辅助决策有明显帮助。
基于滑动窗口内河船舶行为语义检测方法装置

[发明专利]一种内河船舶的消防设备远程控制系统及方法-CN202210357876.6有效
发明人： 文元桥;朱曼;王理征;陈世俊;昌雪玲;戴红良;黄亚敏;黄亮;周春辉;张帆;吴博;杨君兰;肖长诗;陈华龙 -专利权人：浙江省交通运输科学研究院;武汉理工大学
申请日： 2022-04-02 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： A62C3/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种内河船舶的消防设备远程控制系统及方法，其系统包括：远程监控平台、通讯单元模块以及船载设备模块，其中通讯单元模块分别与远程监控平台，船载设备模块通信连接；所述船载设备模块用于监测所述内河船舶的状态信息，并将所述状态信息传输给所述通讯单元模块；所述远程监控平台用于接收所述状态信息，并根据所述状态信息生成控制信息，并将所述控制信息发送给所述通讯单元模块；所述船载设备模块还用于确定所述消防设备的可用状态信息，并根据所述控制信息以及所述消防设备的可用状态信息进行消防处理。本发明实现了对内河船舶的消防设备远程控制，保护船舶，财产，人员的安全。
一种内河船舶消防设备远程控制系统方法

[发明专利]一种水面无人艇的轨迹跟踪控制方法-CN202310709276.6在审
发明人： 文元桥;雷涛;熊鑫;朱曼;黄亚敏 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-06-14 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种水面无人艇的轨迹跟踪控制方法，该方法包括：获取水面无人艇的实时状态信息，包括水面无人艇的实时速度和位置参数，然后搭建水面无人艇的运动控制模型，建立数字采样滑动模态自动调节神经网络控制算法，驱动水面无人艇的运动轨迹与预期轨迹相匹配。本发明通过设计的控制算法对水面无人艇模型建立的不确定性和未知干扰进行估算预测，使得水面无人艇的控制器具有高精度和强鲁棒性。
一种水面无人轨迹跟踪控制方法

[发明专利]一种船舶态势感知控制方法及系统、视觉处理芯片-CN202210610226.8有效
发明人： 文元桥;黄亮;李唯真;叶品;戴红良;黄亚敏;朱曼;周春辉;张帆;吴博;杨君兰;肖长诗;陈华龙 -专利权人：浙江省交通运输科学研究院;武汉理工大学
申请日： 2022-05-31 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： B63B79/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种船舶态势感知控制方法及系统、视觉处理芯片，所述船舶态势感知控制方法包括：获取内河智能船舶的航行感知数据；根据对所述航行感知数据的信息处理分析，建立至少一个层次的可视化模型；根据对所述航行感知数据和所述至少一个层次的可视化模型，进行航行态势预测趋势，并筛选出最优的航行感知数据进行传输。本发明提出的船舶态势感知控制方法及系统，能有效提高态势感知的精准度，保障智能船舶相关智能感知控制器的安全性，实现了航行环境高效、准确、快速的智能感知能力。
一种船舶态势感知控制方法系统视觉处理芯片

[发明专利]面向模块船运动特性分析的深度强化学习黑箱辨识方法-CN202310298470.X有效
发明人：朱曼;张家辉;文元桥;曹继宁;肖长诗 -专利权人：武汉理工大学三亚科教创新园;武汉理工大学
申请日： 2023-03-24 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明适用于船舶运动建模及船舶模型参数辨识技术领域，提供了面向模块船运动特性分析的深度强化学习黑箱辨识方法，包括以下步骤：确定六自由度模块船运动模型；获得用以描述模块船运动特性的平面三自由度运动模型；模拟模块船操纵运动，选取深度强化算法为辨识方法；对模块化船舶运动的模型进行辨识，得到辨识结果；从辨识结果中选择准确率最高的黑箱模型作为目标三自由度模块船运动特性分析模型。本发明复杂度低、精度高，对描述多模块船的运动具有良好的适用性，成本低，对船舶建模效率高；能够有效应对船舶在受到外界干扰时运动模型产生的变化，确保辨识结果的最优性和准确性；能够灵活应对因模块船运动模型改变而产生的不同状态。
面向模块船运特性分析深度强化学习黑箱辨识方法

[发明专利]一种应用于球型无人机的磁吸式自适应充电系统与方法-CN202210002598.2有效
发明人：朱曼;郝悦婷;曹丰智;文元桥;张若浩;黄亮 -专利权人：武汉理工大学;武汉理工大学三亚科教创新园
申请日： 2022-01-04 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： B64U80/25 文献下载
摘要：本发明提供了一种球形无人机、磁吸式自适应充电系统与方法，磁吸式自适应充电系统包括球形无人机和无人机充电舱；当无人机动力模块供电不足时，无人机主控模块通过无人机充电舱发送来的定位信息控制无人机自驾仪模块和无人机动力模块，以将无人机导航至无人机充电舱位置并将其停稳至圆形升降可扩展化底座上，当无人机充电舱感应到无人机降落在圆形升降可扩展化底座后，微控制器将控制底座下降到自镇定式无人机充电舱中的对应位置，随之舱盖关闭，随后圆形升降可扩展化底座的下降到磁吸式充电装置对应位置，此时磁吸式充电装置与磁吸式充电感应装置位置相互对应开始，本发明充电过程具有较高的抗干扰性和安全性，可以实现较高的充电效率。
一种应用于无人机磁吸式自适应充电系统方法

[发明专利]一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法-CN202310369256.9有效
发明人：张泉;黄亚敏;韩海航;文元桥;卢志刚;戴红良;贺子谦 -专利权人：武汉理工大学;浙江省交通运输科学研究院
申请日： 2023-04-10 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，该系统包括：信息采集模块、危险分析模块以及操纵反馈模块；其中，所述信息采集模块、所述危险分析模块以及所述操纵反馈模块依次连接；所述信息采集模块用于采集受控船舶的行驶信息和所述受控船舶周围的环境信息；所述危险分析模块用于基于改进的速度障碍法，根据所述行驶信息和所述环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；所述操纵反馈模块用于当所述受控船舶处于所述碰撞速度区域或所述搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警。本发明涉及一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，通过改进的速度障碍法识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域，并通过操纵反馈模块进行预警。
一种辅助船舶远程驾驶人机交互系统方法

[发明专利]内河船舶远程控制系统的电子电气架构拓扑结构及系统-CN202210232869.3有效
发明人：黄亚敏;熊文婷;文元桥;朱曼;黄亮;周春辉;张帆;吴博;杨君兰;肖长诗;陈华龙 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G05B19/418 文献下载
摘要：本发明提供了一种内河船舶远程控制系统的电子电气架构拓扑结构及系统，其拓扑结构包括：云端控制平台、岸端控制平台以及船端控制平台；云端控制平台包括多个云端控制节点和多个云端功能模块，云端控制节点内置第一以太网交换机芯片；岸端控制平台包括一个岸端控制节点、多个岸端功能域控制器以及多个岸端功能模块，岸端控制节点内置第二以太网交换机芯片；船端控制平台包括中央网关控制器、多个船端功能域控制器、多个船端区域域控制器以及多个船载设备，中央网关控制器内置第三以太网交换机芯片。本发明可减少内河船舶远程控制系统的时延和成本，提高了内河船舶远程控制系统升级的便捷性。
内河船舶远程控制系统电子电气架构拓扑结构系统

[发明专利]无人船智能控制装置-CN202310187836.6在审
发明人：朱曼;魏耿全;文元桥;肖长诗;曹继宁;孔冕 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种无人船智能控制装置，该装置包括：中央处理器，基于船端传感数据生成控制信号；区域控制器，接收船端传感数据，根据算力需求由自身处理船端传感数据或者将船端传感数据发送至中央处理器进行处理；感知与定位单元，获取无人船在航行过程中的船端传感数据，并将船端传感数据发送至区域控制器，船端传感数据包括无人船的自身状态数据以及周围环境数据；动力单元，接收控制信号并基于控制信号控制无人船航行；动力单元构成模块船的运动控制域，感知与定位单元构成模块船的环境感知域，可扩展坞构成模块船的任务执行域。本发明可以解决现有的系统可拓展性较差的技术问题，提供具有高可拓展性、高稳定性和可维护能力较强的电子电气架构。
无人智能控制装置

[发明专利]基于滑动时间窗口的内河船舶掉头行为检测方法及装置-CN202310128132.1在审
发明人： 文元桥;陈久吉;黄亚敏;黄亮;朱曼;周春辉;张帆;卢志刚 -专利权人：武汉理工大学;浙江省交通运输科学研究院
申请日： 2023-02-13 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： G06V20/54 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于滑动时间窗口的内河船舶掉头行为检测方法及装置，该方法通过设置一个方位差阈值和距离阈值作为滑动窗口的长度，然判断该窗口的轨迹点是否满足掉头转向条件，接着基于维扩展9交集模型，对窗口轨迹点和转弯区域进行空间几何拓扑计算，筛选具有掉头特征的转弯行为，最后通过方位差变化比值判断掉头开始时间和结束时间，重复上述处理，直到完成所以轨迹点的判断。本发明在轨迹驱动的基础上，通过与环境进行交互，能够向水上交通监管人员提供语义层次的船舶行为在线识别，具有较高准确率，大大提高水上交通监管效率。
基于滑动时间窗口内河船舶掉头行为检测方法装置

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