[发明专利]无人船艇自主航行能力虚实融合测试评估方法、实训教学平台

权利要求书

1.一种无人船艇自主航行能力虚实融合测试评估方法，其特征在于，包括：

S1、对智能感知算法、仿人避碰决策算法和自主航行控制算法进行虚拟仿真测试验证；

S2、对步骤S1中得到的验证结果进行评估；

S3、在步骤S2的评估结果符合自主航行要求条件下，对智能感知算法、仿人避碰决策算法和自主航行控制算法进行虚拟场景-实船测试验证；

S4、对步骤S3中得到的虚拟场景-实船测试验证结果进行评估；

S5、在步骤S4的评估结果符合自主航行要求的条件下，对智能感知算法、仿人避碰决策算法和自主航行控制算法进行实船测试验证；若不符合要求，则需优化算法，再次进行虚拟场景-实船测试验证；

S6、对步骤S5中得到的实船测试验证结果进行评估；

S7、若步骤S6中得到的评估结果符合自主航行要求的条件，则实船测试结束；若不符合要求，则需优化算法，再次进行实船测试验证，在真实海洋测试场内将海洋航行环境信息作为智能感知算法、仿人避碰决策算法、自主航行控制算法的输入，相关算法根据输入信息操控实船运动。

2.根据权利要求1所述的无人船艇自主航行能力虚实融合测试评估方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述虚拟仿真测试验证，具体是：

采用三维建模技术设计三维虚拟船艇模型、海上助航航标三维虚拟物标模型、三维虚拟港口建筑模型，构建虚拟测试场景，其中为三维虚拟船艇添加Nomoto/Norrbin/MMG操纵运动数学模型；将虚拟测试场景内的环境信息作为智能感知算法、仿人避碰决策算法、自主航行控制算法的输入，相关算法的输出操控虚拟船艇自主航行。

3.根据权利要求1所述的无人船艇自主航行能力虚实融合测试评估方法，其特征在于，所述步骤S3和步骤S5中的虚拟场景-实船测试验证，具体是：

在虚拟仿真测试验证的基础上，将智能感知算法、仿人避碰决策算法、自主航行控制算法操控船艇由虚拟无人船艇替换成实际无人船艇，将虚拟测试场景内信息作为算法的输入端，算法将输入信息融合处理后对实船进行操控。

4.根据权利要求1所述的无人船艇自主航行能力虚实融合测试评估方法，其特征在于，所述步骤S2、步骤S4和步骤S6中，对验证结果进行评估具体是：

对智能态势感知算法、仿人避碰决策算法、自主航行控制算法的单项基本评估和综合高级评估；评估过程包括：

对评估指标的权重确定，根据评估规则得到评估矩阵，对测试结果数据的量化处理，将处理得到的结果与权重进行合成得到最终评估结果；

对评估指标进行重要度标定，形成判断矩阵，对判断矩阵进行归一化处理得到权重向量，对权重进行一致性检验。

5.一种基于上述权利要求1-4中任意一项所述无人船艇自主航行能力虚实融合测试评估方法的无人船艇虚实融合实训教学平台，其特征在于，包括五层结构，且每一层都为其上层提供服务，直到完成具体虚拟实验教学环境的构建，五层结构分别为数据层、支撑层、通用服务层、仿真层以及应用层，其中：

所述数据层，用于实现对相应数据的存放和管理，相应数据包括仿真模型库、课程库、场景库、试题及答案库、规则库、实验数据以及用户信息；

所述支撑层，用于整个基础系统的运行、维护和管理，支撑层的功能子系统包括安全管理、服务容器、数据管理、资源管理与监控、域管理、域间信息服务；

所述通用服务层，用于提供虚拟实验教学环境的通用支持组件，包括学生端管理平台、教师端管理平台和管理员端管理平台；

所述仿真层，用于为所述通用服务层提供实验结果数据的格式化输出，进行相应的船艇建模、测试场景构建、虚拟仪器开发、提供通用的仿真器；

所述应用层，用于底层的服务，最终实现无人船艇虚实融合实训教学，包括教学平台、实训平台、测试评估平台和考核平台。