考虑多约束条件的舰船航行姿态自适应控制算法

舰船的航行姿态受到复杂的非线性动力学因素影响,例如水动力、风力、波浪力等。这些因素导致了船舶运动的非线性和不确定性,使得对其航行姿态控制的精度较低。为此,提出考虑多约束条件的舰船航行姿态自适应控制算法。分析舰船在海上航行,构建船舶的低频和高频运动模型;根据舰船航行时的特点建立船舶航行的避障约束、转弯最小半径约束以及控制输入饱和约束,建立以调节能耗最少的舰船航行姿态控制目标函数,并通过径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络逼近目标函数,得到无限接近目标函数的船舶航行姿态控制律,完成姿态自适应控制。实验结果表明,该方法能够准确控制舰船航行姿态,控制量输出接近理想状态,在进行姿态控制时最大静态误差仅为0.15°,控制时间以及超调量均较小。

基于3D打印技术的舰船航行环境三维建模方法

通过模拟不同的舰船航行场景和紧急情况,操作人员可以在安全的虚拟环境中进行实践,提高应对实际航行中可能遇到的各种情况的能力,为此提出基于3D打印技术的舰船航行环境三维建模方法。该方法采集舰船航行区域卫星的测高数据,以该数据为基础使用扰动重力反演方式对舰船航行环境的海底地形进行建模,对其进行纹理映射处理,得到舰船航行环境中的海底地形环境;再以舰船的尺寸、重量、材料等参数数据以及舰船场景图像作为基础,使用虚拟现实技术中的3Dmax软件构建舰船三维模型并纹理映射后,得到舰船三维模型,以舰船航行的海底地形三维模型和舰船三维模型为基础,采用光固化3D打印机打印海底地形三维模型和舰船三维模型后,得到现实的舰船航行环境三维建模结果。实验表明,该方法具备较强的扰动重力反演能力,可有效得到舰船航行的海底地形三维模型,以及建立舰船三维模型能力较佳,同时可有效运用3D打印机打印舰船三维模型和海底地形三维模型,应用效果较好。

舰船航行噪声传播路径研究

为降低舰船航行过程中噪声,研究舰船航行噪声传播路径问题。由于舰船航行过程中具有多处噪声来源,因此可将舰船航行过程中的多源噪声信号定义为卷积混叠,由此提出耦合噪声源分离方法。基于表示舰船航行过程中的噪声源信号与噪声信号接收器在不同时间节点下所获取的噪声观测信号,确定舰船航行噪声源信号。在此基础上,通过奇异值分解法处理噪声源信号,利用工况传递路径分析法分析舰船航行噪声传播路径贡献量。实验结果显示,该方法能够准确计算噪声传播过程中的损失量,分析舰船航行过程中噪声的主要来源,有效辅助研究对象航行过程中的噪声抑制处理。

基于视觉感知技术的低质量舰船航行图像增强系统

为提升低质量舰船航行图像质量,为舰船航行监测提供可靠依据,设计基于视觉感知技术的低质量舰船航行图像增强系统。该系统以同步动态随机存取内存中存储的低质量舰船航行图像为基础,利用FPGA矫正图像畸变后,在SDRAM控制模块的控制下,经由通信模块将图像传送至图像增强模块中,该模块采用视觉感知技术,增强舰船航行图像后,通过PCI总线传送至PC机中,呈现低质量舰船航行图像增强结果。测试结果表明:该系统具有较好的低质量图像增强性能,增强后图像的度平均梯度和图像信息熵的结果均在0.92以上;图像的边缘轮廓质量较好,有效改善了图像模糊情况,并且避免图像增强后发生色彩失真现象,图像细节的完整性较好。

基于VR虚拟现实技术在舰船航行轨迹中的应用

常规的舰船航行轨迹规划技术,设置探索航行线路的栅格疏密值差异过大,导致对复杂海域的航行轨迹规划不合理,为此研究VR虚拟现实技术在舰船航行轨迹中的应用。该技术对海域环境中的航行区、障碍区以及舰船自身进行虚拟场景模拟实现人机交互,通过动力学的运动曲线计算舰船的动态位姿,根据障碍物在航行区域的分布、体积等数据设置栅格大小,驱动虚拟舰船,提取舰船的航行曲线、侧倾角曲线以及侧向加速曲线,调整舰船航行轨迹。实验结果表明,与2种常规技术的应用相比,虚拟现实技术设置的栅格疏密值更加符合航行轨迹规划要求,所得到的航行轨迹更加合理。

基于智能优化算法的舰船航行轨迹跟踪

针对当前舰船航行轨迹跟踪精度的难题,设计了基于智能优化算法的舰船航行轨迹跟踪方法。首先结合舰船航行轨迹跟踪的特点,将舰船航行轨迹跟踪问题转换为一个多目标优化问题,然后引入智能优化算法对网格点的多目标优化问题进行求解,找到最优的舰船航行轨迹跟踪方案,最后进行舰船航行轨迹跟踪仿真测试,测试结果表明,智能优化算法获得了比传统算法更优的舰船航行轨迹跟踪精度,而且舰船航行轨迹跟踪的速度高,具有较好应用价值。

舰船航行数据的稳定传输方法研究

通过记录器收集船舰航行数据,经微波服务器及北斗指挥机向控制机传输,使用离散傅里叶变换扩展正交频分复用技术,构建舰船航行数据加密算法模型。通过逻辑加密算法进一步增强该模型的安全性,实现舰船航行数据的加密。通过北斗导航设备及微波服务器,将加密后舰船航行数据传输至工控机后开展数据解密,完成数据传输。经过实验分析,该方法传输的舰船航行数据传输比特误码率较低,传输安全性与稳定性较高,具有良好舰船数据传输效果。

舰船航行期间暴发诺瓦克病毒性急性胃肠炎的回顾性研究

目的:了解海上航行期间诺瓦克病毒性急性胃肠炎(NoV-AGE)暴发流行状况,探讨控制措施。方法:收集并整理47次暴发流行案例,统计每次案例的船型、航行时间、航行海域、发病率和病死率。结果:NoV-AGE疫情在大型邮轮、旅客班轮、海军舰艇等舰船上均有发生,原因为温度控制不当、污染食物处理不当、生食和生饮、交叉感染及个人卫生条件和设施缺乏等。结论:诺瓦克病毒是引发舰船AGE的主要致病微生物,应采取相应措施应对疫情的发生。

浅析海浪及其对舰船航行安全的影响

由于受到天气因素的影响,使舰船航行安全受到威胁,虽然在舰船航行中多次使用抵抗海浪和导航定位技术,但是环境问题依旧是威胁舰船航行安全的主要原因,特别是在海浪环境下航行的舰船,极有可能发生灾难事故。

大数据分析的舰船航行安全性评估系统优化

为了更好地保障船舶航行安全评估系统运行的精准和稳定性,提出了基于大数据分析的舰船航行安全性评估系统方案。通过优化CAN总线及系统电路,保障系统运行的稳定效果,同时结合神经网络原理对系统安全评估软件运行流程进行改善,最终实现对舰船航行安全性评估系统的合理设计。最后通过实验证实,大数据分析的舰船航行安全性评估系统有较高的稳定性和准确性。

计算机辅助舰船航行作业的几个模型

本文根据舰船海上航行、规避机动等场合的需要，分析了机动舰船和目标之间的相对态势，建立了机动舰船相对于目标的可行机动范围和占位机动方案解算模型，为计算机辅助舰船海作业提供了技术基础。

基于时效性的舰船无线传感器网络修复方法

本文针对舰船无线传感器网络运行过程中因节点失效而产生多个覆盖空洞以及节点发生故障前所收集到的舰船航行数据丢失问题,提出一种基于时效性覆盖空洞修复(Timeliness Coverage Hole Repair,TCHR)算法。首先,基于备选移动节点的可持续最大移动时间,得到可选移动节点ID序列。然后,以可选移动节点总修复时间最小化为准则构造出目标函数。最后,构建时间代价矩阵,并基于匈牙利算法求得最优分配方案。所提算法能避免舰船航行数据丢失并选派合适的移动节点至相应的覆盖空洞处,从而完成舰船网络中多覆盖空洞及时修复的任务。仿真结果表明了所提算法的可行性与有效性。

基于地理信息系统的舰船智能导航研究

高精度智能导航算法在舰船航行过程中十分重要,当前高精度智能导航算法无法对一些盲区无法进行准确导航,为了解决当前舰船导航算法存在的缺陷,设计了基于地理信息系统的高精度智能导航算法。首先分析了高精度智能导航研究现状,然后引入地理信息系统采集舰船航行的信息,并采用容积卡尔曼滤波构建高精度智能导航算法,实现对舰船航行状态跟踪,最后通过仿真对比实验对舰船智能导航性能进行测试和分析,结果表明,本文算法不仅可以高精度实现舰船智能导航,适应各种复杂环境的安全航行,而且导航效果要优于当前其他智能导航算法,实际应用价值更高。

神经网络算法的舰船间距快速预测

间距预测是保证舰船航行安全的重要技术,传统方法存在舰船间距预测不准确,精度低等不足,为了提高舰船间距预测精度,提出基于神经网络算法的舰船间距快速预测模型。首先分析当前舰船间距预测的研究现状,找到引起舰船间距预测不足的因素,然后引入神经网络算法对舰船间距变化特点进行深入挖掘,建立舰船间距快速预测模型,最后采用VC++6.0编程程序实现舰船间距快速预测仿真实验,结果表明,神经网络算法的舰船间距预测精度超过90%,远远高于其他舰船间距预测模型,而且舰船间距预测速度快,减少了舰船间距预测的时间,具有比较明显的优越性。

航行速度的非线性建模与仿真研究

舰船航行速度具有十分强烈的非线性变化特点,而当前舰船航行速度建模方法均只考虑其线性特性,使得舰船航行速度预测错误很大。为了提高舰船航行速度预测精度,提出一种航行速度预测的非线性建模方法。首先采用舰船航行速度的历史样本数据,建立舰船航行速度预测的训练样本集合,然后引入回声状态网络对舰船航行速度训练样本的变化规律进行描述,建立舰船航行速度预测模型,最后采用具体舰船航行速度数据对非线性建模性能进行测试。本文建模方法可以捕捉舰船航行速度强烈的非线性变化特点,舰船航行速度预测错误小,舰船航行速度预测精度要小于当前线性建模方法,而且降低了舰船航行速度建模的时间,具有比较显著的优越性。

舰船水上纵向运动非线性数学控制模型

为了提高舰船水上纵向运动的控制精度,提出一种舰船水上纵向运动的非线性数学控制模型。首先对舰船水上纵向运动非线性控制的研究现状进行分析,然后采用多种模型分别对舰船水上纵向运动非线性控制进行预测,得到预测结果并确定各种模型的权值,利用证据理论确定出最优权值,最后对这些模型舰船水上纵向运动非线性控制预测结果进行加权,得到舰船水上纵向运动非线性控制精度。测试结果表明,本文模型不仅克服了当前舰船水上纵向运动非线性数学控制模型的缺陷,提高了舰船水上纵向运动的控制精度,而且舰船水上纵向运动的控制误差小于其他舰船水上纵向运动非线性数学控制模型,可以满足舰船水上纵向运动控制要求。

基于Comsol仿真的舰船地震波分析

舰船物理场探测技术中,舰船航行引发的地震波信号可以作为水声探测信号的补充。针对浅海中声波传播方程进行推导,可以论证海水海底界面波的存在。舰船地震波的加速度信息在其频带中更容易被测量。通过对Comsol软件仿真结果的分析,研究了不同频率的舰船地震波加速度信号在不同介质层的水平以及垂向分布特性。

基于人工智能技术的舰船轨迹规划算法

轨迹规划是保证舰船安全航行的关键技术,针对当前舰船轨迹规划算法存在规划精度低、速度慢等不足,为了获得更优的舰船轨迹规划方案,设计了基于人工智能技术的舰船轨迹规划算法。首先分析了当前舰船轨迹规划的研究现状,并构建了舰船轨迹规划的数学模型,然后采用人工智能技术对舰船轨迹规划的数学模型进行求解,搜索到最优的舰船轨迹规划方案,最后采用具体仿真模拟实验验证舰船轨迹规划算法的性能。结果表明,人工智能技术的舰船轨迹规划精度高,舰船轨迹规划速度快,获得了比其他算法更优的舰船轨迹规划方案,可以应用于实际舰船安全航行管理中。

影响海图现势性的原因分析

一、引言 海图现势性是指海图对陆地、海洋地貌和航海要素的客观反映程度,是海图生命力的体现,海图上反映的越是接近当前客观实际,其现势性就越高,反之越差。海图是舰船航行的眼睛,能否及时、准确、全面地把海洋和陆地航海要素变化的信息反映到海图上,直接关系到舰船航行的安全,也关系到海图的生命力和出版单位的信誉、荣辱、兴衰。