[發明專利]模型構建方法、船舶控制方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 202010629967.1
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111767612A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 樊翔;秦堯;房新楠;湯瑾璟;顧一清;李鑫;向新桃;吳振華
• 申請（專利權）人: 上海船舶研究設計院（中國船舶工業集團公司第六0四研究院）
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/27;B63B71/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 范彥揚

1.一種模型構建方法，其特征在于，包括：

基于船舶運動的自由度確定船舶運動方程；

基于船舶的操縱荷載和所述船舶運動方程確定船舶的工況與控制指令之間的對應關系；

基于所述對應關系和預設的多種不同工況建立訓練數據庫；

基于所述訓練數據庫構建船舶控制模型；其中，所述船舶控制模型用于根據不同工況生成相應的控制指令。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于船舶的操縱荷載和所述船舶運動方程確定船舶的工況與控制指令之間的對應關系的步驟，包括：

基于船舶的操縱荷載和所述船舶運動方程確定船舶實際狀態與規劃狀態之間的航行誤差；

對所述航行誤差進行優化處理直至所述航行誤差達到最優值；

根據優化結果確定船舶的工況與控制指令之間的對應關系。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述訓練數據庫構建船舶控制模型的步驟，包括：

基于所述訓練數據庫，通過機器學習算法構建船舶控制模型。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述船舶運動方程包括：船舶運動學方程、船舶動力學方程、船舶操縱方程和船舶螺旋槳推力與舵角的限制方程。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述工況包括以下中的一種或多種：船型參數、環境參數、航速、船舶吃水量、縱傾角、橫傾角、推進系統參數、航向保持系統參數。

6.一種船舶控制方法，其特征在于，包括：

獲取船舶當前時刻的工況；

根據所述工況和預先構建的船舶控制模型生成控制指令；其中，所述船舶控制模型是采用權利要求1至5任一項所述的方法構建的；

根據所述控制指令控制船舶航行。

7.一種模型構建裝置，其特征在于，包括：

運動模型確定模塊，用于基于船舶運動的自由度確定船舶運動方程；

對應關系確定模塊，用于基于船舶的操縱荷載和所述船舶運動方程確定船舶的工況與控制指令之間的對應關系；

數據庫建立模塊，用于基于所述對應關系和預設的多種不同工況建立訓練數據庫；

控制模型構建模塊，用于基于所述訓練數據庫構建船舶控制模型；其中，所述船舶控制模型用于根據不同工況生成相應的控制指令。

8.一種船舶控制裝置，其特征在于，包括：

工況獲取模塊，用于獲取船舶當前時刻的工況；

控制指令生成模塊，用于根據所述工況和預先構建的船舶控制模型生成控制指令；其中，所述船舶控制模型是采用權利要求1至5任一項所述的方法構建的；

航行模塊，用于根據所述控制指令控制船舶航行。

9.一種電子設備，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有能夠被所述處理器執行的計算機可執行指令，所述處理器執行所述計算機可執行指令以實現權利要求1至5或權利要求6任一項所述的方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器運行時執行上述權利要求1至5或權利要求6任一項所述的方法的步驟。