[发明专利]变稳船的控制系统和方法

说明书

本发明公开了一种变稳船的控制系统和方法，涉及船舶技术，包括：感知模块，用于采集变稳船在航行过程中的推进参数和六自由度上的实时运动参数；模拟船船型选择模块，用于存放被模拟目标船的运动动力预测模型；智能驾驶模块，用于调用所述目标船的运动动力预测模型，计算出待模拟船的实时运动状态作为目标指令输出；变稳操纵模块，用于通过船舶运动动力转换模型与控制转换器将所述智能驾驶模块的目标指令换成变稳船的六自由度等效受力信息，并将所述六自由度等效受力信息作为输出的控制指令；执行模块，用于控制变稳船。

技术领域

本发明涉及船舶技术，尤其是一种变稳船的控制系统和方法。

背景技术

随着科技的不断进步，船舶信息化智能化是未来发展趋势。船舶的驾驶将逐渐交由人工智能程序完成。为了能够准确反应不同船舶的实际操作特性，要求变稳船的控制系统能够时时精准的反映目标船的航行状态。保证变稳船操纵时在运动的每时每刻各个方向上，变稳船与被模拟的目标船的速度与加速度的大小对应相等。

发明内容

为解决上述技术问题的至少之一，本发明的目的在于：提供一种变稳船的控制系统和方法。

第一方面，本发明实施例提供了：

一种变稳船的控制系统，包括：感知模块、智能驾驶模块、模拟船船型选择模块、变稳操作模块和执行模块；

所述感知模块，用于采集变稳船在航行过程中的推进参数和六自由度上的实时运动参数；

所述模拟船船型选择模块，用于存放被模拟目标船的运动动力预测模型；

所述智能驾驶模块，用于调用所述目标船的运动动力预测模型，计算出待模拟船的实时运动状态作为目标指令输出；

所述变稳操纵模块，用于通过船舶运动动力转换模型与控制转换器将所述智能驾驶模块的目标指令换成变稳船的六自由度等效受力信息，并将所述六自由度等效受力信息作为输出的控制指令；

所述执行模块，用于执行所述变稳操纵模块输出的控制指令，计算当前状态下动力系统的转速和方向角调整方案，控制本船的动力系统模拟出目标船的推进与转向。

在一些实施例中，所述系统还包括：

评估模块，用于评定相关航行状态品质，当本船出现故障或被模拟船出现不可操纵特性时，断开变稳控制系统，将所述变稳船恢复成常规驾驶船舶。

在一些实施例中，所述的感知模块包括：

惯性测量模块，用于测量变稳船运动时在六个自由度上的任意时刻速度与加速度，得到变稳船的实时运动状态；

定位系统，用于测量变稳船实时的航迹和航向角；

转速传感器，用于测量全回转推进器的螺旋桨转速；

角度传感器，用于测量全回转推进器的方向角；

水文数据采集器，用于获得风速信息与水流速度信息。

在一些实施例中，所述智能驾驶模块提供待检测智能算法存储库。

在一些实施例中，所述调用所述目标船的运动动力预测模型，计算出待模拟船的实时运动状态作为目标指令输出，具体包括：

调用所述目标船的运动动力预测模型，计算出下一时刻目标船的运动状态x＝(c_t,p_t,v_t)；

其中，c_t为当前时刻的船舶姿态信息，p_t为当前时刻的船舶位置信息，v_t为当前时刻船舶的速度信息。

在一些实施例中，所述变稳操纵模块包括船舶运动动力转换模型与控制转换器；