基于模型预测控制的船舶自主避碰方法

针对海上多船会遇情况下的船舶自主避碰问题,提出一种基于船舶运动数学模型的开阔水域船舶自主避碰方法.该方法利用模型预测控制(MPC)算法,在考虑船舶操纵性和避碰规则的条件下,采用模糊数学理论分析船舶航行过程中的碰撞危险度,进而构建避碰算法的评价函数,实现船舶自主避碰.仿真结果表明,该算法能解决开阔水域多船会遇情况下的船舶自主避碰问题,验证了算法的有效性.     

三峡库区支流水上交通应急指挥系统的设计与实现

设计水上交通应急指挥系统的总体结构和主要功能,论证系统的各项关键技术,给出系统的实现方式。本系统的建设技术并不仅仅适用于三峡库区支流水域,也可推广到国内其他地区,从而在整体上提升中国水上交通突发事件的处理能力。     

多智能体海上搜寻任务分配方法

将多智能体技术引入海上搜寻任务分配问题研究中,在传统拍卖规则的基础上,建立多智能体海上搜寻任务分配模型,提出基于改进拍卖规则的多智能体海上搜寻任务分配方法。仿真结果表明:所提出的方法能够实现全局最优的海上搜寻任务分配,并且在搜救现场情况发生变化时,能够动态地调整任务分配方案,为海上搜救行动提供辅助决策支持。     

基于三维激光雷达的沿海泊位码头识别算法

针对海上水面自主船舶(Maritime Autonomous Surface Ship,MASS)在港内航行或自动靠离泊过程中面临的近距离典型障碍物自动检测和识别的问题,提出一种运用三维激光雷达(Light Detection And Ranging,LiDAR)获取物标几何特征辨识沿海码头的算法。基于开源的点云库(Point Cloud Library,PCL),采用统计滤波器技术对原始点云数据去除噪声,提出基于随机采样一致算法(Random Sample Consensus,RANSAC)的码头聚类分割模型,构建基于主成分分析的有向包围盒(Oriented Bounding Box,OBB),计算获取码头的长度、宽度和表面水平性的几何特征,实现对沿海典型码头的识别。实船试验结果表明:该算法正确可靠,具备一定的鲁棒性,可为利用LiDAR实现船舶港内自主避障和自动靠离泊研究提供参考。     

育鲲轮横摇固有周期确定

为确定育鲲轮设计载况下的横摇固有周期,分别采用传统经验公式计算和实船测定的方法,对比两种方法得到的结果发现相差较大,分析可知育鲲轮特殊的结构是造成二者差异的主要原因,其横摇固有周期只能通过实船测定的方法获得。     

三峡库区航运安全虚拟现实仿真系统研究

为提升三峡库区航运安全管理监控水平,克服基于二维电子航道图的监管手段不能形象、直观地表现船舶的实时航行状态以及不能反映库区水位不断变化对船舶航行安全的影响等缺点,需要研究三维虚拟现实仿真系统。考虑到仿真系统的精度,采用三维地理信息系统的理论和方法实现对库区航运安全的虚拟现实仿真。在研究了三峡库区蓄水对航运安全的影响以及现有二维监控系统的功能特点的基础上,给出了虚拟现实仿真系统的总体构成及功能设计,并采用美国ESRI ArcGIS平台实现了三峡库区航运安全虚拟现实仿真系统。该系统具有仿真精度高、真实感强、实时性好等优点。