基于三维仿真的智能船舶靠离泊算法测试环境构建方法与流程

文档序号:20875774发布日期:2020-05-26 16:30阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于三维仿真的智能船舶靠离泊算法测试环境构建方法,其特征在于,包括:

s1、根据实际的智能船舶靠离泊时的港池环境信息,获取预加载在靠离泊算法测试环境中的风速数学模型、风速离散样本信息和海浪的数学模型、海浪的频谱信息;

s2、根据所述风速数学模型和风速离散样本,建立用于加载在测试环境中的指定时间段内的连续风速;

s3、根据所述海浪的数学模型、海浪的频谱信息,建立用于加载在测试环境中模拟的海浪信息;

s4、在智能船舶靠离泊算法测试环境中加载指定时间段内的连续风速,以及指定时间段内模拟的海浪信息。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤s1包括:

s11、选用swemaair300型热线式风速仪和swa03型万向微风速热线探头,对智能船舶靠离泊时港池的至少一个泊位区域的海面进行风速采样,获得采样的风速信息即风速离散样本信息;

存储采样的风速信号即风速离散样本信息;

其中,采样时距离海面的高度为140-180cm的距离。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤s1包括:

s12、根据所述采样的风速信号,计算风速平均值;

s13、根据风速湍流度的特性信息、风速平均值和采样的风速信号,获取计算时间内风速的波动信息;

s14、根据所述风速的波动信息、风速平均值和采样的风速信号,获取风速数学模型。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤s12中的平均风速为:

其中,风速采集的一个离散样本{vi}={i=1,2,...,n)信息,n是样本容量。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤s13包括:

风速湍流度tu为:

其中,瞬时速度v表示为平均风速与风速波动v′之和,即

风速波动信息中的偏斜度s为:

风速波动信息中的陡峭度k为:

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤s1还包括:

s1-1、根据波浪的波形参数,借助于线性叠加法构建泊位所在区域的海面的波浪,以及获取海面的波浪的三维波浪参数;

s1-2、输入预先选择的港池环境信息、风速数学模型和三维波浪参数,产生用于模拟波浪的随机相位角、各谐波的幅值、海面波高值;

s1-3、根据随机相位角、各谐波的幅值、海面波高值,生成用于加载在测试环境中模拟的海浪信息。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤s1-1中的波浪的波形参数包括:波峰、波谷、波高、波幅、波长、波数、周期、频率、角频率、波速、初始相位、波倾角。

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤s1-2包括:

根据下述公式生成t时刻,海面平衡位置(x0,y0,z0)的信息;

其中,a为波幅的运动半径、t为时刻、μ为波形控制因子、k为波数,ω为角频率、为相位。

9.一种基于三维仿真的智能船舶靠离泊算法测试环境构建系统,其特征在于,包括:

存储器、处理器,所述存储器中存储用于仿真测试环境的至少一个计算机程序,所述处理器执行上述计算机程序,具体包括执行上述权利要求1至8任一所述的基于三维仿真的智能船舶靠离泊算法测试环境构建方法。


技术总结
本发明公开一种基于三维仿真的智能船舶靠离泊算法测试环境构建方法,包括:S1、根据实际的智能船舶靠离泊时的港池环境信息,获取预加载在靠离泊算法测试环境中的风速数学模型、风速离散样本信息和海浪的数学模型、海浪的频谱信息;S2、根据所述风速数学模型和风速离散样本,建立用于加载在测试环境中的指定时间段内的连续风速;S3、根据所述海浪的数学模型、海浪的频谱信息,建立用于加载在测试环境中模拟的海浪信息;S4、在智能船舶靠离泊算法测试环境中加载指定时间段内的连续风速,以及指定时间段内模拟的海浪信息。上述方法解决了现有技术中无法对智能船舶靠离泊算法测试环境中风浪进行模拟的缺陷。

技术研发人员:王晓原;张慧丽;夏媛媛
受保护的技术使用者:青岛科技大学
技术研发日:2019.12.24
技术公布日:2020.05.26
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