公开(公告)号：CN112213948B

公开(公告)日：2022-06-10

申请号：CN202011144546.6

申请日：2020-10-23

Applicant: 武汉理工大学

Inventor： 柳晨光 ,  吴文祥 ,  初秀民 ,  毛文刚 ,  郑茂 ,  雷超凡 ,  贺治卜 ,  郭珏菡

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种基于MPC的船舶航速协同控制方法，分析船舶在航行过程中船舶纵向合力与航速之间的关系，建立无人船纵向动力模型，得到船舶加速度、船舶速度与主机转速之间的关系模型；确定前后船之间的跟随策略，建立跟随距离模型，得到期望距离与前后船航速之间的关系模型；通过分析前后船跟随过程中前后船距离的变化与前后船速度以及加速度之间的关系，建立纵向运动学模型；联合所建立的模型，建立以前后船的实际距离、前后船相对速度、后船速度以及上一时刻后船的加速度为状态量的预测模型，以使实际距离向期望距离收敛作为控制目标，设计MPC控制器，实现船舶自适应纵向编队控制，提升船队在狭窄水域自主航行的安全性以及对航道资源利用的高效性。

公开(公告)号：CN114384900A

公开(公告)日：2022-04-22

申请号：CN202111500715.X

申请日：2021-12-09

Applicant: 武汉理工大学

Inventor： 柳晨光 ,  陶体硕 ,  初秀民 ,  郑茂 ,  吴文祥 ,  李松龙 ,  贺治卜 ,  雷超凡

IPC: G05D1/00 ,  G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种内河水面自主船舶航行驾驶方法、装置和存储介质，能够对船舶的航行可靠性评估，得到驾驶权切换的时机，提高船舶驾驶模式切换的安全性和可靠性。该方法包括：获取自主船舶的第一驾驶状态数据；建立自主船舶驾驶行为模型和船舶运动模型，预测自主船舶的第二驾驶状态数据以及航行状态数据；进一步地，计算自主船舶期望轨迹；根据自主船舶的第二驾驶状态数据与可靠性评估方法，建立自主船舶航行可行域模型；根据自主船舶期望轨迹与自主船舶航行可行域模型预测的船舶可行域，预测当前驾驶模式下驾驶风险与安全裕量；根据驾驶风险与航行风险，评估当前驾驶模式下航行可靠性，进一步，通过驾驶权切换判别器进行驾驶权切换。

公开(公告)号：CN112462777A

公开(公告)日：2021-03-09

申请号：CN202011373023.9

申请日：2020-11-30

Applicant: 武汉理工大学

Inventor： 柳晨光 ,  雷超凡 ,  初秀民 ,  唐力 ,  郑茂 ,  吴文祥 ,  李松龙

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供一种考虑操纵性差异的船舶编队路径主动协调系统及方法，船舶编队包括一艘领航船和若干艘跟随船，集中控制单元根据航道信息和每艘船舶航行中的状态，结合各船舶的操纵性差异，计算船舶编队下一时刻的更优的路径选择；领航船采用视线法进行路径规划；跟随船采用模型预测控制方法进行路径跟随控制；预设正常航行条件，根据航道信息识别当航道条件超出正常航行条件时，判断出操纵性安全指标最大的跟随船作为代表船舶，结合领航船和代表船舶的操纵性安全指标计算，对领航船的路径和/或船队队形进行调整。本发明当遇到特殊通行条件时进行集中控制协调，同时综合考虑船舶编队中每艘船舶的操纵性特点，更好的保持船舶编队系统的队形。

公开(公告)号：CN110764080A

公开(公告)日：2020-02-07

申请号：CN201911043895.6

申请日：2019-10-30

Applicant: 武汉理工大学

Inventor： 柳晨光 ,  贺治卜 ,  初秀民 ,  吴勇 ,  郑茂 ,  吴明洋 ,  郭珏菡 ,  吴文祥 ,  雷超凡

IPC: G01S13/72 ,  G01S13/937

Abstract: 本发明提供一种基于毫米波雷达的船闸内领航-跟随船舶编队目标检测方法，1个长距离毫米波雷达获取船舶正前方的障碍物信息；3个短距离毫米波雷达分别安装在船头左侧、船头右侧和船尾中线位置，获取船舶左右两侧及后方的障碍物信息；获取船舶首向与闸室方向的夹角；根据不同材质反射率不同这一特性，区分毫米波雷达接收到的目标是闸壁、领航船、跟随船或其它干扰物；对没有探测到领航船的雷达进行约束角度处理；识别不同情境，计算出前方领航船与本船的相对距离、本船距离左右两侧闸壁的距离、本船距离后方障碍物的距离；判断继续航行是否有碰撞的危险或者出现丢失目标的可能性。本发明能够对船闸内跟随船前方领航船进行准确追踪。