[發(fā)明專利]船舶仿真平臺姿態(tài)解析方法與機構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010797926.3
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112131653A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉原;夏媛媛;姜雨函;朱慎超;王曼曼;孫鑫;萬倩男
• 申請（專利權(quán)）人: 智慧航海（青島）科技有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發(fā)明涉及一種船舶仿真平臺姿態(tài)解析方法與機構(gòu)，該方法包括：根據(jù)橫搖角、縱搖角、垂蕩值計算相對誤差；根據(jù)所述相對誤差確定最大相對誤差；基于所述最大相對誤差確定縮減比例；在獲取到仿真觸發(fā)后，根據(jù)所述縮減比例等比縮減運動參數(shù)。本發(fā)明提供的船舶仿真平臺姿態(tài)解析方法與機構(gòu)可以實現(xiàn)運動仿真平臺橫搖角、縱搖角、垂蕩值的數(shù)據(jù)分析、可執(zhí)行性判斷，反解動力元件運動參數(shù)，在保證數(shù)據(jù)來源可靠準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，結(jié)合創(chuàng)新的可行性判斷模塊，大大增強了仿真平臺的運行穩(wěn)定性以及用戶的體驗性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虛擬仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶仿真平臺姿態(tài)解 析方法與機構(gòu)。

背景技術(shù)

海洋環(huán)境會對船舶的橫蕩、縱蕩、垂蕩、橫搖、縱搖和首搖六個自 由度的運動產(chǎn)生干擾。在這六種運動中，只有垂蕩、橫搖、縱搖是純粹 的振蕩運動，與另外三種運動區(qū)別在于，當(dāng)擾動過大致使船舶偏離平衡 位置時，震蕩運動會受到復(fù)原力和力矩的作用。這種純粹的振蕩運動會 產(chǎn)生較大的加速度，極易導(dǎo)致船載設(shè)備失靈及船員暈船現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了船舶作業(yè)率。為了培養(yǎng)船員惡劣海況的耐受力，檢驗設(shè)備的穩(wěn)定工作 時間，船舶仿真平臺漸漸成為了人們研究解決搖蕩運動不良影響的重要 手段。

船舶仿真運動平臺的構(gòu)建需要大量船舶運動數(shù)據(jù)支持，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù) 采集方法有兩種：一種是在實驗室模擬海洋環(huán)境開展模型試驗，通過位 姿傳感器采集船模運動數(shù)據(jù)；一種是在真實海洋環(huán)境下進行實船搖蕩運 動試驗，通過位姿傳感器采集實船運動數(shù)據(jù)。這兩種方法雖然有較高的 準(zhǔn)確性，但也存在著諸如試驗成本高、海洋環(huán)境數(shù)據(jù)模擬范圍窄、試驗 周期較長等問題。

近年來隨著CFD(Computational Fluid Dynamics，計算流體動力 學(xué))技術(shù)的發(fā)展，使得快速獲取大量船舶運動數(shù)據(jù)的設(shè)想成為可能，業(yè) 內(nèi)對此抱有濃厚的興趣。但新的技術(shù)往往伴隨新的問題，基于CFD仿真 所取得的數(shù)據(jù)，可能會存在因前置參數(shù)設(shè)置不適導(dǎo)致仿真數(shù)據(jù)超出平臺 最大運動量程，致使平臺與數(shù)據(jù)不適配，進而導(dǎo)致仿真時平臺受到不可 逆的損害，嚴(yán)重影響了平臺使用壽命和用戶使用體驗。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種船舶仿真平臺姿態(tài)解析方法與 機構(gòu)。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

一種船舶仿真平臺姿態(tài)解析方法，所述方法包括：

S1，根據(jù)橫搖角、縱搖角、垂蕩值計算相對誤差；

S2，根據(jù)所述相對誤差確定最大相對誤差；

S3，基于所述最大相對誤差確定縮減比例；

S4，在獲取到仿真觸發(fā)后，根據(jù)所述縮減比例等比縮減運動參數(shù)。

可選地，所述S1具體包括：

通過如下公式計算橫搖相對誤差、縱搖相對誤差、垂蕩相對誤差：

其中，λ_Rt為橫搖相對誤差、λ_Pt為縱搖相對誤差、λ_Ht為垂蕩相對誤 差，α_INt為橫搖角，β_INt為縱搖角，Z_INt為垂蕩值，|α_INt|為橫搖角絕對 值，|β_INt|為縱搖角絕對值，|Z_INt|為垂蕩值絕對值，α₀為最大橫搖角， β₀為最大縱搖角，Z₀為最大垂蕩值，t為時間，f為頻率，n為正整數(shù)。

可選地，所述S2具體包括：