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[发明专利]一种关节空间受限的水下双臂机械手同步控制方法和设备-CN202311001203.8在审
发明人：郭东生;余怡霖;仓乃梦;张卫东;周鑫;张婵;郑金荣;王谋业;杨胜辉;陈树康;金春雷;耿雄飞;贾泽华;曹刚;薛珊 -专利权人：海南大学
申请日： 2023-08-09 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种关节空间受限的水下双臂机械手同步控制方法和设备，方法包括如下步骤：采用D‑H参数法分别对两个水下机械手建模，基于机械手关节的物理极限，针对空间受限情况下水下机械手同步规划问题，构建带有约束条件的时变非线性方程；基于时变非线性方程，通过引入非负时变向量，利用神经动力学设计公式构建基于伪逆描述的时变同步规划模型；针对时变同步规划模型，利用差分公式进行离散化处理，获取离散同步规划模型；利用离散同步规划模型对水下双臂机械手进行同步控制。与现有技术相比，本发明能够使得水下双臂机械手在关节运动空间受限的情况下仍然可以精确地完成特定的同步规划任务，能够提高水下双臂机械手在实际应用中的同步规划精度。
一种关节空间受限水下双臂机械手同步控制方法设备

[发明专利]基于船舶引航的自适应航行态势感知设备投掷保护装置-CN202311122245.7在审
发明人：丁格格;李春旭;耿雄飞;卢栋;龚龑;周丹;张明睿;姚治萱;殷悦;张可 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2023-09-01 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： B64D1/02 文献下载
摘要：基于船舶引航的自适应航行态势感知设备投掷保护装置，包括：连接装置、缓冲降落装置、固定装置、下压装置、壳体和控制装置；壳体底部设有供自适应航行态势感知设备通过的开口；连接装置一端与无人机固定连接，另一端与壳体滑动连接；壳体内安装有自适应航行态势感知设备，并通过安装在壳体上的固定装置对自适应航行态势感知设备进行固定；下压装置安装在壳体上，并位于自适应航行态势感知设备上方；缓冲降落装置安装在壳体外侧；壳体上固定安装有气囊和测距用的传感器；本发明能够将自适应航行态势感知设备通过无人机投放到船板上，不需要引航员携带自适应航行态势感知设备登船，有效避免了引航员登离船带来的安全风险。
基于船舶引航自适应航行态势感知设备投掷保护装置

[发明专利]一种多通航要素数据融合方法-CN202110986517.2有效
发明人：洛佳男;文捷;程世燕;耿雄飞;吴保华;韦良才;李春旭;张明睿;周昱城 -专利权人：交通运输部水运科学研究所;青岛航运发展研究院
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G06T19/00 文献下载
摘要：本发明属于航运信息技术领域，具体地说，涉及一种多通航要素数据融合方法，该方法包括：采用HSV色彩空间检测方法和虚拟线圈目标抓拍方法，对摄像机实时获取的船舶图像序列进行目标检测，并对其中所包含船舶目标的图像进行船舶目标定位与分割处理，得到多个有效船舶目标图像；对每个有效船舶目标图像进行图像特征提取，并与船舶数据库进行特征匹配，确定目标船舶身份并进行标定，得到船舶数据；提取电子海图中的航道要素，将航道要素进行地理坐标到屏幕坐标转换，得到航道数据；将摄像机实时获取的视频数据、船舶数据以及航道数据，均按照摄像机拍摄画面的屏幕坐标系，进行数据融合。
一种通航要素数据融合方法

[发明专利]一种无人机协同辅助船舶靠泊方法-CN202310676435.7在审
发明人：李春旭;丁格格;耿雄飞;文捷;王俊生;洛佳男;姚治萱 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2023-06-08 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： B63B21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种无人机协同辅助船舶靠泊方法，基于三架无人机和挂载在每架无人机上的测距设备实现，所述方法包括：第一无人机到达码头上方指定位置，在设定范围内，上下飞行通过测距设备的扫测得到船舶轮廓最外点对应的高度h；第二无人机和第三无人机均悬停在高度h处，并分别对应船艏和船尾，通过各自挂载测距设备的左右扫测，分别得到各自与待靠泊船舶的船艏或船尾的距离；三架无人机形成一条直线；根据步骤2)得到的两个距离，结合码头固定标线距离泊位的距离，得到待靠泊船舶轮廓最外点距离码头的最小距离Lp；将最小距离Lp实时回传至船舶驾引人员，实现船舶靠泊操作；重复上述步骤直至船舶停靠至泊位。
一种无人机协同辅助船舶靠泊方法

[发明专利]一种基于AIS大数据的航道动态仿真系统-CN202010732211.X有效
发明人： 耿雄飞 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2020-07-27 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G06F30/18 文献下载
摘要：本发明提供的一种基于AIS大数据的航道动态仿真系统，包括航道建立模块、数据处理模块、演化模块和仿真模块，航道建立模块基于电子海图信息建立航道网络CA模型；数据处理模块基于AIS大数据获取指定范围内航道网络中船舶的航行轨迹信息；演化模块用于获取数据处理模块内的船舶的航行轨迹信息，并在航道网络模型中学习且训练CA的动态演化模型参数；仿真模块用于利用演化装置学习后得到的CA的动态演化模型参数，进行搭建内河航道网络仿真的CA模型。总的来说，该基于AIS大数据的航道动态仿真系统获取并利用AIS的实际船舶数据来进行训练CA演化模型，减少与实际船舶行驶行为的误差，提高仿真效果。
一种基于 ais 数据航道动态仿真系统

[发明专利]一种基于信息传播图神经网络方法-CN202010734856.7有效
发明人： 耿雄飞 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2020-07-28 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G06N3/0464 文献下载
摘要：本申请涉及一种基于信息传播图神经网络方法，该基于信息传播图神经网络方法包括：建立用于表示内河航运网络的图神经网络，所述图神经网络包括各个顶点、各个顶点的连边关系和各个顶点的距离关系；用于表示流量向量的信息向量，所述信息向量可在所述图神经网络中传播；利用各个顶点的距离关系生成状态转移矩阵；通过利用状态转移矩阵和信息向量在各个顶点的随机游走生成信息向量在所述图神经网络中传播的稳态概率；基于所述稳态概率生成信息向量在所述图神经网络中的传播卷积公式，所述传播卷积公式用于表示信息向量在图神经网络中的传播情况。
一种基于信息传播神经网络方法

[发明专利]一种自主航行中智能船舶外部目标的自动检测方法及系统-CN202010111412.8有效
发明人：张宝晨;张明睿;耿雄飞;周俊华;周丹 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2020-02-24 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种自主航行中智能船舶外部目标的自动检测方法及系统，所述方法包括：采集智能船舶周边的外部图像；提取外部图像的一级分类特征和二级分类特征，所述一级分类特征为代表性颜色特征和纹理特征，二级分类特征为几何特征、Hu不变矩特征和仿射不变矩特征组成的组合特征；将一级分类特征和二级分类特征输入预先训练好的障碍物目标检测模型，实现智能船舶周边的障碍物检测。本发明的方法基于图像提取特征进行障碍物以及周边船舶的检测，并对周边船舶进行定位，误差率低于10％。
一种自主航行智能船舶外部目标自动检测方法系统

[发明专利]一种航运大数据的采集存储系统-CN202010111395.8有效
发明人：张宝晨;李春旭;张鹭;耿雄飞;殷悦 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2020-02-24 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G06F16/2455 文献下载
摘要：本发明公开了一种航运大数据的采集存储系统，所述系统包括：航运大数据采集器、高速并联数据处理器和HBase存储存数据库；所述航运数据采集器，用于采集航运数据并进行临时存储，所述航运数据包括：环境数据、船舶状态数据和驾驶行为数据；所述高速并联数据处理器，用于对多种维度的航运数据进行自定义索引；所述HBase存储存数据库，用于利用分布式架构以及自定义的索引实现航运数据的快速存储。本发明的系统能够对TB级别航运大数据的采集和存储，并提供快速查询的功能。
一种航运数据采集存储系统

[发明专利]基于边缘AI视频技术的无人机辅助船舶靠泊方法-CN202310295908.9在审
发明人：丁格格;李春旭;耿雄飞;文捷;王俊生;李东升;洛佳男;姚治萱 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2023-03-24 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06V20/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于边缘AI视频技术的无人机辅助船舶靠泊方法，该方法包括：由无人机挂载云台光学相机对靠近泊位设定范围的船舶进行拍摄；识别船舶图像中的船体轮廓，得到船体轮廓与码头固定标线的像素点距离；根据船体轮廓与码头固定标线之间的像素点距离、相机相关参数和无人机高度值，实时计算出船体轮廓各点与预定泊位之间的垂直距离；将计算结果和采集的图像发送至待靠泊船舶，实现实时引导。本发明的方法能够实时感知船舶航行态势，给船舶驾引人员执行靠离泊操作提供数据支持，有效提高船舶靠离泊效率，减少船舶滞港时间，提高港口生产效益；减少船舶靠离泊事故风险，提高港口通航安全性。
基于边缘 ai 视频技术无人机辅助船舶靠泊方法

[发明专利]一种改进的卷积神经网络的弱监督语义分割方法-CN202310138945.9在审
发明人：张卫东;王霜;杨云祥;陈卫星;陆锦辉;陈宏;巩伟杰;裴海龙;耿雄飞 -专利权人：海南大学
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06V10/26 文献下载
摘要：本发明涉及一种改进的卷积神经网络的弱监督语义分割方法，将输入图像输入预先构建并训练好的语义分割网络中，生成语义分割结果；语义分割网络包括：特征提取模块：将输入图像处理为具有空间权重参数的特征图，包括以ResNet50为主干网络的卷积网络，卷积网络中的卷积核为条形卷积核，卷积网络中的每个block之间设有通道注意力模块；对抗擦除模块：将特征图以对抗擦除的方式输入两个通道，进行目标定位，生成最终特征图；分割输出模块：对最终特征图进行上采样，生成大小与输入图像大小相等的分割图，将分割图作为伪掩膜以全监督形式对输入图像进行最终分割，得到语义分割结果。与现有技术相比，本发明能够提高条形全局特征的提取能力，增加语义分割精度。
一种改进卷积神经网络监督语义分割方法

[发明专利]船舶分类方法及装置-CN202310139996.3在审
发明人：文捷;耿雄飞;丁格格;周丹;李春旭;姚治萱 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06V10/764 文献下载
摘要：本发明公开了一种船舶分类方法及装置。其中，该方法包括：通过预先训练完成的船舶分类模型中的图像特征提取模块，获取船舶图像对应的图像特征；通过船舶分类模型的并联图像处理模块，根据图像特征确定船舶图像对应的多级第一分类结果；通过船舶分类模型的串联图像处理模块，按照船舶类别顺序根据图像特征确定船舶图像对应的多级第二分类结果；根据多级第一分类结果以及多级第二分类结果，确定船舶图像对应的多级分类结果，其中，多级分类结果包括树状结构中多个等级对应的分类结果。本发明解决了由于相关技术中船舶分类的不同级别分类结果冲突，船舶类别的预测准确度低的技术问题。
船舶分类方法装置

[发明专利]一种基于分段变速控制的航运调度系统-CN202010732348.5有效
发明人： 耿雄飞 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2020-07-27 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： G06Q10/0631 文献下载
摘要：本发明涉及航运交通技术领域，具体为一种基于分段变速控制的航运调度系统，包括AIS‑GPS数据模块、限速调度处理模块和接收模块；AIS‑GPS数据模块能够实时获取航道内船舶的船名、呼号、船长和货物类型等船舶静态数据，和航向、航速、位置和相对距离等船舶航行动态数据，并将其反馈至限速调度处理模块上，限速调度处理模块则会对这些数据进行分析、计算，以根据当前的航运交通状况及交通流情况，对各个航段的船舶航速进行统一限定调整，然后将该限定的航速至反馈至各个船舶上的接收模块上，以指导各个船舶航行。循环上述过程，则可得到各个航段的实时航速，从而实现对各个航段进行实时的限定航速调度，以提高航运资源利用率，提高航运效率。
一种基于分段变速控制航运调度系统

[发明专利]应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法、系统及设备-CN202310171576.3在审
发明人：李东升;周昱城;龚龑;李春旭;周丹;周俊华;文捷;丁格格;张明睿;洛佳男;殷悦;姚治萱;冯慧;李亚斌;高倍力;耿雄飞 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开一种应用港区限制航道的船舶下沉量预测方法、系统及设备，涉及船舶下沉量预测技术领域，该方法包括：获取船舶港区限制航道下沉量预测模型的输入数据；所述输入数据包括船舶在港区限制航道内航行时的环境参数、船舶尺寸信息以及船舶行驶信息；将输入数据输入至船舶港区限制航道下沉量预测模型中，得到船舶在港区限制航道的下沉量；所述船舶港区限制航道下沉量预测模型是采用经优化改进的计算流体力学FLUENT控制方程、湍流模型确定的。本发明将港区通航水域的实际航行环境与理论计算相结合，准确确定船舶在港区限制航道的下沉量。
应用港区限制航道船舶下沉预测方法系统设备

[发明专利]基于Stewart平台的波浪补偿系统建模和位姿控制方法-CN202211504719.X在审
发明人：张卫东;尹荣基;陈卫星;熊明磊;谢威;耿雄飞;何伟 -专利权人：海南大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于Stewart平台的波浪补偿系统建模和位姿控制方法，该方法包括以下步骤：步骤1：对船载Stewart平台进行动力学分析并获取力平衡方程；步骤2：计算步桥机构对Stewart上平台的作用；步骤3：基于步桥机构对Stewart上平台的作用扩充力平衡方程，进而建立考虑步桥的船载Stewart平台动力学模型；步骤4：基于反步法设计Stewart平台位姿控制器，以控制Stewart平台的位姿。与现有技术相比，本发明具有提高波浪补偿的精度和提高位姿控制精度等优点。
基于 stewart 平台波浪补偿系统建模控制方法

[发明专利]一种船舶自主航行辅助决策系统-CN202010111325.2有效
发明人：张宝晨;龚;耿雄飞;张鹭;王雪松 -专利权人：交通运输部水运科学研究所
申请日： 2020-02-24 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G06F16/29 文献下载
摘要：本发明公开了一种船舶自主航行辅助决策系统，所述系统包括：船舶外部实时数据感知模块、船舶自身实时感知数据模块、数据挖掘层和辅助决策层；船舶外部实时数据感知模块用于通过船载传感器和无线通信装置，从船舶的外部环境中获得外部实时数据；船舶自身实时感知数据模块用于获取船舶自身实时状态数据，与外部实时数据组成航运数据；数据挖掘层用于通过HBase存储数据库实现航运数据的快速存储；从航运数据中获取用于驾驶行为预测的多模态数据；基于环境实时感知数据和船舶自身状态的感知数据综合分析驾驶行为、航道情况和船舶情况；辅助决策层用于计算海浪在z轴方向的起伏幅度并根据该起伏值调整驾驶行为；预测目标监测点的交通流；根据多模态数据预测驾驶行为；并分析辅助航行特征。
一种船舶自主航行辅助决策系统

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