[發(fā)明專利]船舶運動模型的處理方法、裝置及存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111549487.5
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114384821A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳立家;王凱;吳小紅;魏天明;許毅;汪洋
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚鵬

1.一種船舶運動模型的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

實時獲取真實環(huán)境的風(fēng)浪流狀態(tài)，根據(jù)所述風(fēng)浪流狀態(tài)結(jié)合風(fēng)浪流數(shù)學(xué)模型構(gòu)建真實環(huán)境的數(shù)學(xué)模型作為環(huán)境數(shù)字孿生體；

根據(jù)所述環(huán)境數(shù)字孿生體，進行環(huán)境干擾力分析，得到分析結(jié)果；

獲取實船的傳感器數(shù)據(jù)，根據(jù)所述傳感器數(shù)據(jù)，結(jié)合運動參數(shù)辨識模型構(gòu)建船舶運動模型；

根據(jù)所述分析結(jié)果，對所述船舶運動模型在實時環(huán)境干擾下進行仿真，得到船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果；

根據(jù)所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果，計算得到所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果與實船運動響應(yīng)的誤差小于閾值，得到反映實時風(fēng)浪流干擾的船舶運動響應(yīng)模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶運動模型的處理方法，其特征在于，所述實時獲取真實環(huán)境的風(fēng)浪流狀態(tài)，根據(jù)所述風(fēng)浪流狀態(tài)結(jié)合風(fēng)浪流數(shù)學(xué)模型構(gòu)建真實環(huán)境的數(shù)學(xué)模型作為環(huán)境數(shù)字孿生體，包括：

獲取風(fēng)干擾特征，根據(jù)所述風(fēng)干擾特征結(jié)合風(fēng)干擾力模型計算得到風(fēng)干擾模型；

獲取海浪特征，根據(jù)所述海浪特征結(jié)合浪傳播模型計算得到波浪干擾模型；

獲取水流特征，根據(jù)所述水流特征結(jié)合流體動力模型計算得到水流干擾模型；

根據(jù)所述風(fēng)干擾模型、波浪干擾模型以及水流干擾模型計算得到所述環(huán)境數(shù)字孿生體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶運動模型的處理方法，其特征在于，所述獲取實船的傳感器數(shù)據(jù)，根據(jù)所述傳感器數(shù)據(jù)，結(jié)合運動參數(shù)辨識模型構(gòu)建船舶運動模型，包括：

獲取所述實船的位置信息，所述位置信息通過位置傳感器獲取；

獲取所述實船的運動姿態(tài)數(shù)據(jù)，所述運動姿態(tài)數(shù)據(jù)通過運動姿態(tài)傳感器獲取；

獲取船舶操縱輸入信號；

根據(jù)所述實船的位置信息、所述實船的運動姿態(tài)數(shù)據(jù)以及所述船舶操縱輸入信號，結(jié)合運動模型參數(shù)辨識計算得到船舶運動模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶運動模型的處理方法，其特征在于，在執(zhí)行所述根據(jù)所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果，計算得到所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果與實船運動響應(yīng)的誤差小于閾值，得到反映實時風(fēng)浪流干擾的船舶運動響應(yīng)模型這一步驟時，所述方法還包括以下步驟：

根據(jù)所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果，計算得到所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果與實船運動響應(yīng)的誤差大于閾值，結(jié)合參數(shù)優(yōu)化算法優(yōu)化所述船舶運動響應(yīng)模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶運動模型的處理方法，其特征在于，所述獲取風(fēng)干擾特征，包括：

獲取預(yù)設(shè)系統(tǒng)發(fā)布的氣象預(yù)報信息；

從所述氣象預(yù)報信息中提取所述風(fēng)干擾特征，所述風(fēng)干擾特征包括：風(fēng)力風(fēng)向、能見度、天氣以及溫度信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶運動模型的處理方法，其特征在于，所述獲取水流特征，根據(jù)所述水流特征結(jié)合流體動力模型計算得到水流干擾模型，包括：

構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

通過數(shù)據(jù)信息特征對所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

根據(jù)所述訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合獲取的水流特征數(shù)據(jù)，實時獲取到所述船舶所處位置的流場分布，計算得到水流干擾模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶運動模型的處理方法，其特征在于，所述根據(jù)所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果，計算得到所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果與實船運動響應(yīng)的誤差大于閾值，結(jié)合參數(shù)優(yōu)化算法優(yōu)化所述船舶運動響應(yīng)模型，包括：

根據(jù)所述實船運動響應(yīng)與船舶運動狀態(tài)仿真的實時對比，得到所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果的擬真度；

根據(jù)所述擬真度確定所述實船運動響應(yīng)與所述船舶運動狀態(tài)仿真結(jié)果的誤差大于閾值，結(jié)合參數(shù)優(yōu)化算法優(yōu)化所述船舶運動響應(yīng)模型。