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基于iSIGHT平台的翼型水动力优化 被引量：13
1
作者 马艳 庞永杰 范亚丽 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第8期867-873,共7页
基于iSIGHT设计平台,结合计算流体力学软件Fluent对二维翼型NACA0012进行了多目标优化设计,以提高其水动力性能。设计过程中以雷诺平均Navier-Stokes方程为主控方程,采用了邻域培植遗传算法(NCGA)和非支配解排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)为优... 基于iSIGHT设计平台,结合计算流体力学软件Fluent对二维翼型NACA0012进行了多目标优化设计,以提高其水动力性能。设计过程中以雷诺平均Navier-Stokes方程为主控方程,采用了邻域培植遗传算法(NCGA)和非支配解排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)为优化算法,对二维翼型进行优化。优化结果表明,翼型的水动力性能有了明显提高,其升力系数提高,升阻比提高,最小压力系数上升,上表面峰值减小。该优化方法可以推广到多种翼型,对于船用翼的研究都有一定的意义。 展开更多
关键词 多目标优化 NAVIER-STOKES方程 遗传算法 水动力性能
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一种水下双目视觉测距方法研究 被引量：11
2
作者 盛明伟 周浩 +1 位作者 黄海 秦洪德 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期93-98,共6页
基于改进的SIFT特征匹配算法,建立了一个水下双目视觉测距系统.围绕提高水下双目视觉测距的精度、速度和抗干扰度等,研究了图像预处理、SIFT特征匹配算法等关键技术.针对传统图像直方图均衡化结果过亮或过暗现象以及过增强的特点,提出... 基于改进的SIFT特征匹配算法,建立了一个水下双目视觉测距系统.围绕提高水下双目视觉测距的精度、速度和抗干扰度等,研究了图像预处理、SIFT特征匹配算法等关键技术.针对传统图像直方图均衡化结果过亮或过暗现象以及过增强的特点,提出了一种改进的结合了OTSU阈值算法的直方图均衡化方法;结合稀疏匹配搜索算法,提出一种改进的SIFT特征匹配算法对左、右目图像进行特征匹配.利用区域增长算法,分别生成了水下标定板和机械臂的伪彩色视差图像,由视差图获得了目标相应位置的距离.实验结果显示：水下标定板平均测距精确度为97.66%,利用所提方法也获得了水下机械臂的双目视差图像. 展开更多
关键词 图像处理 双目视觉 测距方法 水下双目视觉 特征匹配 视差图像
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基于速度势迭代的面元法预报对转桨性能 被引量：7
3
作者 苏玉民 冯君 +1 位作者 刘业宝 曹建 《船舶工程》 北大核心 2015年第1期50-53,共4页
采用基于诱导速度势迭代的面元法预报对转桨的定常水动力性能,在计算中,前桨和后桨的相互干扰通过影响系数实现;前桨尾涡面距后桨表面太近时的异变影响系数通过Lagrange插值求出。同时采用基于诱导速度迭代的面元法预报对转桨水动力性能... 采用基于诱导速度势迭代的面元法预报对转桨的定常水动力性能,在计算中,前桨和后桨的相互干扰通过影响系数实现;前桨尾涡面距后桨表面太近时的异变影响系数通过Lagrange插值求出。同时采用基于诱导速度迭代的面元法预报对转桨水动力性能,并与基于诱导速度势法进行对比,计算结果表明,采用诱导速度势迭代的方法计算的结果与试验值吻合良好。与基于诱导速度迭代的方法相比,计算结果精确,且可以节省计算时间。 展开更多
关键词 诱导速度势 面元法 对转桨 定常水动力性能 影响系数 诱导速度
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喷水推进无人艇航向的鲁棒S面控制方法 被引量：6
4
作者 由丹丹 廖煜雷 董早鹏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期152-156,共5页
针对喷水推进型无人艇航向非线性系统的控制问题,考虑到模型摄动和环境干扰力等不确定性的影响。借鉴鲁棒补偿器思想,对基本S面控制方法进行改进,提出一种鲁棒S面控制方法。利用Lyapunov稳定性理论,证明该控制方法保证了航向控制系统的... 针对喷水推进型无人艇航向非线性系统的控制问题,考虑到模型摄动和环境干扰力等不确定性的影响。借鉴鲁棒补偿器思想,对基本S面控制方法进行改进,提出一种鲁棒S面控制方法。利用Lyapunov稳定性理论,证明该控制方法保证了航向控制系统的鲁棒稳定性。仿真对比结果验证了所提出控制方法的有效性。 展开更多
关键词 无人艇 航向控制 鲁棒控制 S面控制 喷水推进
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“船舶与海洋工程专业”卓越工程师创新与学科交叉能力培养 被引量：5
5
作者 黄海 张国成 张铁栋 《教育教学论坛》 2016年第31期139-141,共3页
针对"卓越工程师教育计划"探讨了卓越工程师综合创新型能力的培养方法,主要讨论了卓越工程师综合创新能力的要素分析、卓越工程师创新思维能力的培养等问题。卓越工程师综合创新能力的要素包括知识视野、创新意识、创新思维... 针对"卓越工程师教育计划"探讨了卓越工程师综合创新型能力的培养方法,主要讨论了卓越工程师综合创新能力的要素分析、卓越工程师创新思维能力的培养等问题。卓越工程师综合创新能力的要素包括知识视野、创新意识、创新思维、创新技能和创新素质等要素。卓越工程师创新思维能力的培养主要包括优化课程体系,调整教学内容;建立注重创新能力提升的教学评价制度;实践能力的培养与加强;国际化课程的设置等内容。 展开更多
关键词 交叉学科 卓越工程师 创新能力 创新意识
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基于SVM的水下机器人预测S面控制 被引量：2
6
作者 张国成 万磊 李岳明 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期40-44,共5页
针对舵桨联合操控水下机器人系统的非线性特点,将预测控制的思想引入经典S面控制中,构造了一种基于支持向量机(SVM)的预测S面控制器,改善了S面控制器的控制效果,增强其自适应性.用支持向量机辨识水下机器人的非线性系统模型,充分发挥了... 针对舵桨联合操控水下机器人系统的非线性特点,将预测控制的思想引入经典S面控制中,构造了一种基于支持向量机(SVM)的预测S面控制器,改善了S面控制器的控制效果,增强其自适应性.用支持向量机辨识水下机器人的非线性系统模型,充分发挥了SVM的泛化能力,能准确预测其运动状态.构造二次型性能优化函数以获取S面控制器的最优控制参数,进而获得水下机器人最优控制律.仿真结果表明:基于支持向量机的预测S面控制器具有结构简单、响应速度快、鲁棒性好等优点可行且有效. 展开更多
关键词 智能水下机器人 运动控制 支持向量机 预测S面控制 参数优化
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带片体的滑行艇高速航行纵稳性研究
7
作者 王建东 庄佳园 +2 位作者 毕效笙 罗靖 苏玉民 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期17-24,共8页
为研究片体布置对滑行艇高速航行纵稳性的影响,本文对单体艇进行了静水拖曳试验,采用有限体积法结合SST k-ω湍流模型,利用重叠网格技术对模型周围绕流场进行了数值模拟,计算值与试验值对比验证了该方法的有效性;利用全因子设计空间采... 为研究片体布置对滑行艇高速航行纵稳性的影响,本文对单体艇进行了静水拖曳试验,采用有限体积法结合SST k-ω湍流模型,利用重叠网格技术对模型周围绕流场进行了数值模拟,计算值与试验值对比验证了该方法的有效性;利用全因子设计空间采样法和数值手段,对带片体的三体艇高速航行发生海豚运动时的运动响应和水动力特性进行计算,分析了片体纵垂向位置对单体艇高速航行纵稳性的影响。结果表明:增设片体可以一定程度上延缓滑行艇海豚运动的发生,提高其最大航速;片体纵向靠近艇重心或适当靠后、垂向增加浸深均可一定程度上提高滑行艇的纵稳性,优选出具备较好纵稳性能的片体纵垂向位置a=0.2L_(m),c=30 mm,为滑行艇高速航行时片体的布置提供设计参考。 展开更多
关键词 滑行艇 纵稳性 海豚运动 片体布置 数值模拟
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“船舶与海洋工程”专业的卓越工程师教育——如何在交叉学科的研究生学习中培养综合能力
8
作者 黄海 张国成 李岳明 《教育教学论坛》 2017年第19期91-93,共3页
针对"卓越计划"研讨了"船舶与海洋工程专业"卓越工程师的综合能力培养方法。卓越工程师最重要的是把握关键问题的能力,要能够提出问题、解决问题。而面临日益复杂、制造业数字化、知识交叉爆炸的大环境,关键问题的... 针对"卓越计划"研讨了"船舶与海洋工程专业"卓越工程师的综合能力培养方法。卓越工程师最重要的是把握关键问题的能力,要能够提出问题、解决问题。而面临日益复杂、制造业数字化、知识交叉爆炸的大环境,关键问题的把握不仅需要分析能力,还需要卓越工程师能够善于学习并终身学习,站在现代科技发展的基础上提出项目任务所面临的关键技术难点。另一方面,与人沟通和交流很重要,一方面可以促进项目任务的工作,提高关键问题的进展和把握,另一方面还包含向专家和领导的汇报,实现任务的下达。而综合能力的培养,需要根据时代的需要,增加课堂和讨论的环节。 展开更多
关键词 交叉学科 卓越工程师 综合能力培养 关键问题把握
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Softmax分类器深度学习图像分类方法应用综述 被引量：63
9
作者 万磊 佟鑫 +2 位作者 盛明伟 秦洪德 唐松奇 《导航与控制》 2019年第6期1-9,47,共10页
基于深度学习的人工智能图像分类方法研究是当前计算机视觉领域的研究热点。面向深度学习中的Softmax图像分类方法,首先回顾了图像分类技术的发展历程,接着介绍了图像识别技术中的分类器,并解释了Softmax回归函数的分类实现原理。基于So... 基于深度学习的人工智能图像分类方法研究是当前计算机视觉领域的研究热点。面向深度学习中的Softmax图像分类方法,首先回顾了图像分类技术的发展历程,接着介绍了图像识别技术中的分类器,并解释了Softmax回归函数的分类实现原理。基于Softmax回归分类器的应用,详细阐述了多种图像分类技术,具体包括浅层神经网络、深度置信网络、深度自编码器和卷积神经网络。同时,对比介绍了各种级联模型的具体结构、训练方法、实际应用、分类效果以及优缺点。最后,从Softmax回归分类器、深度学习网络模型和高维数据分类三个方面对基于Softmax回归分类器的深度学习模型在图像分类方面的发展与应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 图像分类 深度学习 Softmax回归 网络模型 分类器
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人工势场和虚拟结构相结合的多水下机器人编队控制 被引量：54
10
作者 潘无为 姜大鹏 +2 位作者 庞永杰 李岳明 张强 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期326-334,共9页
传统的多水下机器人(AUV)编队算法,例如领航跟随法、虚拟结构法,对编队形成过程中AUV间的避碰问题和编队行进过程中的避障问题,没有进行有效解决。人工势场法可利用势函数进行避碰、避障,但队形组织能力略显不足。针对上述问题,提出了... 传统的多水下机器人(AUV)编队算法,例如领航跟随法、虚拟结构法,对编队形成过程中AUV间的避碰问题和编队行进过程中的避障问题,没有进行有效解决。人工势场法可利用势函数进行避碰、避障,但队形组织能力略显不足。针对上述问题,提出了一种人工势场和虚拟结构相结合的多AUV编队控制算法。将系统分为3个部分:编队参考点、虚拟结构质点和AUV.以编队参考点为中心形成期望的虚拟结构以组织队形;虚拟结构质点以期望的虚拟结构为运动目标,并在运动的过程中,通过人工势场斥函数,实现避碰和避障;AUV对虚拟结构质点进行目标跟踪,从而渐进形成AUV的队形。通过编队路径跟踪、编队队形变换和编队避障等一系列仿真实验,对算法的可靠性和灵活性进行充分验证。实验结果表明:在随机的初始位置条件下,多AUV系统可以快速无碰撞地形成队形;在编队行进过程中进行灵活的队形变换,并对障碍物有效避碰。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 多水下机器人 编队控制 人工势场 虚拟结构
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基于Takagi-Sugeno模糊神经网络的欠驱动无人艇直线航迹跟踪控制 被引量：35
11
作者 董早鹏 刘涛 +3 位作者 万磊 李岳明 廖煜雷 梁兴威 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期863-870,共8页
研究一类欠驱动无人艇的直线航迹跟踪控制问题,提出了一种自适应T-S(Takagi-Sugeno)模糊神经网络控制方法。首先在神经网络体系结构中设计前件网络匹配T-S模糊控制器的模糊规则前件,设计后件网络进行T-S模糊运算推理从而生成模糊规则后... 研究一类欠驱动无人艇的直线航迹跟踪控制问题,提出了一种自适应T-S(Takagi-Sugeno)模糊神经网络控制方法。首先在神经网络体系结构中设计前件网络匹配T-S模糊控制器的模糊规则前件,设计后件网络进行T-S模糊运算推理从而生成模糊规则后件;其次基于梯度下降法原理,设计了T-S模糊规则参数的优化学习算法;然后结合BP神经网络的误差反向传播原理和梯度下降法,设计了模糊神经网络体系误差的反向传播迭代算法,用于高斯隶属度函数参数的学习优化;最后设计了基于T-S模型的模糊神经网络控制器,并通过仿真实验验证了所提出方法和所设计控制器的有效性。 展开更多
关键词 欠驱动无人艇 直线航迹跟踪 T-S模糊控制 自适应模糊神经网络 梯度下降法 反向传播迭代算法
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基于自适应脉冲耦合神经网络的水下激光图像分割方法 被引量：30
12
作者 王博 万磊 +1 位作者 李晔 张铁栋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期119-128,共10页
距离选通式水下激光成像技术是一种能够有效抑制水介质的后向散射效应的探测技术,在海洋研究、深海探测和水下作业领域中拥有广阔的应用前景。然而在水下激光图像中出现的散斑噪声和灰度不均匀现象使得实现目标的准确分割较为困难。通... 距离选通式水下激光成像技术是一种能够有效抑制水介质的后向散射效应的探测技术,在海洋研究、深海探测和水下作业领域中拥有广阔的应用前景。然而在水下激光图像中出现的散斑噪声和灰度不均匀现象使得实现目标的准确分割较为困难。通过分析散斑噪声形成的机理,提出了一种水下激光图像的有效分割方法。该方法根据像素的噪声响应和灰度分布特性自适应确定各神经元的关键参数,并对噪声位置的神经元的行为进行抑制,基于最大二维Renyi熵准则采用梯度下降法确定了神经元的动态阈值,通过实验结果的比较分析说明该方法明显优于Normalized Cut、模糊C均值、均值漂移和分水岭分割方法,而运行时间约为常规脉冲耦合神经网络的五分之一。 展开更多
关键词 图像处理 水下激光图像分割 脉冲耦合神经网络 动态阈值
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智能水下机器人路径规划研究现状与展望 被引量：29
13
作者 孙玉山 冉祥瑞 +2 位作者 张国成 王力锋 王建 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1111-1116,共6页
路径规划是智能水下机器人技术研究的核心内容之一,是实现其自主航行和作业的关键环节。本文对智能水下机器人路径规划方法进行分类并分析其各自特点,总结了国内外利用各种规划算法对智能水下机器人路径规划的研究现状,对比多种规划方法... 路径规划是智能水下机器人技术研究的核心内容之一,是实现其自主航行和作业的关键环节。本文对智能水下机器人路径规划方法进行分类并分析其各自特点,总结了国内外利用各种规划算法对智能水下机器人路径规划的研究现状,对比多种规划方法,认为人工智能算法是当前规划领域较适用方法。研究表明智能水下机器人路径规划需要解决三维规划、定位通讯以及多约束等问题,指明了路径规划方法的优化及开发、局部路径规划、多机器人协同规划以及多平台协同规划为当前水下机器人规划的研究方向。 展开更多
关键词 智能水下机器人 路径规划 协同规划 人工势场 神经网络 强化学习 避障 安全性
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无人艇运动控制方法的回顾与展望 被引量：29
14
作者 廖煜雷 张铭钧 +1 位作者 董早鹏 刘鹏 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期206-216,共11页
无人艇具有巨大的军事和工程应用前景,尤其是在维护国家海洋安全和海洋开发等方面将发挥不可替代的作用。因此无人艇日益成为了国内外的研究热点,其中无人艇的运动控制技术是实现其工程应用的基础。文中针对无人艇的运动控制问题,从全... 无人艇具有巨大的军事和工程应用前景,尤其是在维护国家海洋安全和海洋开发等方面将发挥不可替代的作用。因此无人艇日益成为了国内外的研究热点,其中无人艇的运动控制技术是实现其工程应用的基础。文中针对无人艇的运动控制问题,从全驱动控制和欠驱动控制角度,分别阐述了国内外主要研究成果,其中欠驱动控制主要包括:镇定控制、轨迹跟踪和路径跟踪三个方面。总结了无人艇运动控制方法目前存在的主要问题,并对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 无人艇 运动控制 欠驱动 镇定控制 跟踪控制
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波浪滑翔器技术的回顾与展望 被引量：28
15
作者 廖煜雷 李晔 +3 位作者 刘涛 李一鸣 王磊峰 姜权权 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1227-1236,共10页
波浪滑翔器是近十年来涌现出来的一种新型海洋无人航行器,凭借其超大续航力和极强生存能力,已在海洋科学、海洋工程甚至军事领域得到了广泛应用,波浪滑翔器技术日益成为了国内外研究热点。针对波浪滑翔器的波浪推进机理、系统结构属性... 波浪滑翔器是近十年来涌现出来的一种新型海洋无人航行器,凭借其超大续航力和极强生存能力,已在海洋科学、海洋工程甚至军事领域得到了广泛应用,波浪滑翔器技术日益成为了国内外研究热点。针对波浪滑翔器的波浪推进机理、系统结构属性以及控制特性进行了总结和定义,并围绕波浪滑翔器技术的推进机理、动力学建模与分析和运动控制等三个方面,分别阐述了国内外主要研究成果。总结了目前波浪滑翔器技术存在的主要问题,并对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 波浪滑翔器 波浪驱动 推进机理 航速预报 操纵性 运动控制
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智能无人水下航行器水下回收对接技术综述 被引量：27
16
作者 孙叶义 武皓微 +2 位作者 李晔 姜言清 周子烨 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-11,共11页
针对目前水面母船回收智能无人水下航行器存在的受环境影响大、隐蔽性差、成本高、自动化程度低等不足,AUV水下自主回收对接日益成为研究热点。水下对接可以完成AUV能源补给、数据下载/上传、设备检修等操作,实现AUV水下不间断隐蔽作业... 针对目前水面母船回收智能无人水下航行器存在的受环境影响大、隐蔽性差、成本高、自动化程度低等不足,AUV水下自主回收对接日益成为研究热点。水下对接可以完成AUV能源补给、数据下载/上传、设备检修等操作,实现AUV水下不间断隐蔽作业,具有重要的应用价值。本文结合AUV水下回收对接的特点,归纳了水下对接的优势和困难,分类总结了水下对接的关键技术,包括导引技术、搭载方式、对接装置形式、安全性分析等。综述了近年来各国在AUV水下对接领域的研究成果,并对未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 智能无人水下航行器 回收 水下对接 搭载方式 安全性 导引 捕捉 几何约束 协调控制
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应用改进随机树算法的无人艇局部路径规划 被引量：24
17
作者 庄佳园 张磊 +1 位作者 孙寒冰 苏玉民 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期112-117,共6页
针对无人艇航速高及实时性要求高的特点,为满足路径规划需要,在经典快速扩展随机树(RRT)算法的基础上,设计一种基于改进RRT算法的局部路径规划方法,引入抑制因子、限定转角和距离启发信息,改进生长点和探索点的选择,提高了算法速度.为... 针对无人艇航速高及实时性要求高的特点,为满足路径规划需要,在经典快速扩展随机树(RRT)算法的基础上,设计一种基于改进RRT算法的局部路径规划方法,引入抑制因子、限定转角和距离启发信息,改进生长点和探索点的选择,提高了算法速度.为兼顾航行距离最短和无人艇操控性能的特殊要求,对规划路径采取多余航点处理以及考虑回转性能的平滑处理.以海上和湖上典型雷达图像的处理结果为环境模型,进行局部路径规划试验.试验结果表明:该方法可以快速完成路径搜索,在提高搜索效率的同时缩短了规划距离,优化处理后的航线更适用于无人艇的跟踪,满足无人艇规划系统的要求. 展开更多
关键词 水面无人艇 RRT算法 雷达图像 局部路径规划 路径搜索
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智能水下机器人研究进展 被引量：23
18
作者 庞硕 纠海峰 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第23期66-71,共6页
随着机器人技术的进步和海洋开发需求的日益加强,智能水下机器人技术已经成为世界各国致力发展的技术领域。本文介绍国内外智能水下机器人的发展现状与发展趋势,分析智能水下机器人的关键技术及未来的发展方向。
关键词 智能水下机器人 机器人技术 海洋开发 发展趋势 人的发展 国内外
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AUV关键技术与发展趋势 被引量：19
19
作者 秦洪德 孙延超 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第12期25-28,共4页
AUV作为海洋探索与开发、海上无人作战的重要装备,是世界各国研究的热点。以美国、俄罗斯为代表的海洋强国从20世纪50年代开始对AUV的研究,积累了大量的技术基础,目前已研制出多款具有代表性的AUV装备。本文从技术指标、关键技术和应用... AUV作为海洋探索与开发、海上无人作战的重要装备,是世界各国研究的热点。以美国、俄罗斯为代表的海洋强国从20世纪50年代开始对AUV的研究,积累了大量的技术基础,目前已研制出多款具有代表性的AUV装备。本文从技术指标、关键技术和应用领域等角度详细梳理国外主要国家典型AUV装备,并对目前AUV的技术挑战进行分析和归纳,展望了AUV未来的发展方向。 展开更多
关键词 水下机器人 无人作战平台 技术指标 关键技术
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智能水下机器人路径规划方法综述 被引量：17
20
作者 孙玉山 王力锋 +1 位作者 吴菁 冉祥瑞 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第4期1-7,共7页
路径规划方法是智能水下机器人技术研究的核心内容之一,是实现自主航行和作业的关键环节。本文将水下机器人的路径规划方法按智能程度分为传统和智能两大类。传统方法包括基于路线图构建的路径规划方法、基于单元分解的路径规划方法以... 路径规划方法是智能水下机器人技术研究的核心内容之一,是实现自主航行和作业的关键环节。本文将水下机器人的路径规划方法按智能程度分为传统和智能两大类。传统方法包括基于路线图构建的路径规划方法、基于单元分解的路径规划方法以及基于人工势场的路径规划方法,智能方法包括基于群智能的路径规划方法和基于机器学习的路径规划方法。针对水下机器人规划环境的特点,分别对这几类典型方法进行总结与评价,重点分析了智能方法的优缺点和关键问题,最后展望智能水下机器人路径规划的未来研究方向。 展开更多
关键词 水下机器人 路径规划 人工势场 群智能 神经网络 强化学习
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