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智能船舶原理與設計 版權信息
- ISBN：9787030804167
- 條形碼：9787030804167 ; 978-7-03-080416-7
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
智能船舶原理與設計 內容簡介
智能船舶是近年來全球船舶工業的新熱點，也是海洋裝備戰略性新興領域的重要新質生產力。在此背景下，本書以小型無人艇代表的智能船舶為對象，從智能航行的角度出發，系統地介紹了無人艇的自主航行原理與設計方法。全書內容覆蓋了基本概念、運動建模、動力推進、航行控制、視覺感知、實艇案例等，旨在將智能船舶實現自主航行所需的多學科知識匯聚成體系化圖譜和綜合性案例。系統性的理論學習與思考實踐，讓學生掌握基礎理論，學會設計工具，熟悉開發流程，鍛煉學生的工程設計與分析驗證能力。
智能船舶原理與設計 目錄
目錄第1章 智能船舶概述 11.1 智能船舶概念 11.2 船舶智能化特點 21.2.1 智能船舶主要特點 21.2.2 智能船舶主要功能 31.2.3 智能船舶關鍵技術 41.2.4 智能船舶船級社認證 51.2.5 智能船舶的分類 61.3 國內外智能船舶現狀 71.3.1 無人艇發展現狀 71.3.2 大型智能船舶發展現狀 12思考與練習 14第2章 無人艇運動建模與參數辨識 152.1 坐標系及運動狀態參數定義 152.2 運動學建模 162.3 動力學建模 182.4 操縱運動模型 182.4.1 整體型模型 182.4.2 分離型模型 202.5 模型參數辨識方法 232.5.1 *小二乘辨識方法原理 232.5.2無 人艇三自由度辨識模型 242.6 模型參數辨識試驗驗證 242.6.1 無人艇操縱性試驗對象與步驟 252.6.2 Z形操縱性試驗步驟及結果分析 252.6.3 回轉操縱性試驗步驟及結果分析 282.6.4 無人艇辨識模型驗證 29思考與練習 31第3章 無人艇推進動力系統原理與設計 323.1 無人艇航行阻力 323.1.1 空氣阻力 323.1.2 水阻力 323.2 螺旋槳推進特性 363.2.1 螺旋槳類型 363.2.2 螺旋獎的水動力特性 373.2.3 B系列螺旋槳圖譜及其回歸表達式 383.3 無人艇推進動力傳遞與效率分析 413.3.1 伴流系數 413.3.2 推力減額系數 423.3.3 船體效率 423.3.4 螺旋槳敞效率 423.3.5 相對旋轉效率 423.3.6 船舶后側工作的螺旋槳效率 433.3.7 推進效率 433.3.8 軸效率 433.3.9 總效率 433.4 推進動力系統常見設備選型 433.4.1 電池組 443.4.2 好調速器 483.4.3 無刷電機 493.4.4 螺旋槳 523.5 系泊試驗與參數辨識 533.5.1 無人艇典型動力系統介紹 533.5.2 無人艇動力系統系泊試驗 54思考與練習 55第4章 無人艇智能航行控制原理與設計 564.1 無人艇智能航行控制基本原理 564.2 制導算法原理與設計 584.2.1 航路跟蹤問題描述 584.2.2 LOS制導原理 584.3 PID路徑跟蹤控制算法設計 594.4 自抗擾路徑跟蹤控制算法設計 624.4.1 自抗擾控制技術基本理論 624.4.2 廣義漂角補償路徑跟蹤控制算法 654.4.3 路徑跟蹤仿真驗證 714.5 避障控制算法設計 754.5.1 靜態避障 754.5.2 動態避障 76思考與練習 82第5章 無人艇視覺識別與相對定位 835.1 單目相機模型 835.1.1 線性模型 835.1.2 非線性模型 855.2 光學圖像預處理 875.2.1 灰度轉換 875.2.2 醜濾波 875.2.3 圖像邊緣檢測 895.3 水面圖像去霧處理 915.3.1 暗通道先驗理論 915.3.2 基于暗通道先驗的圖像去霧 925.3.3 暗通道先驗去霧算法改進 935.3.4 試驗仿真及結果分析 965.4 視覺相機標定和圖像校正 985.4.1 張氏標定法 995.4.2 標定實現與圖像校正 1025.5 基于視覺的水面目標檢測方法 1055.5.1 YOLOV4-Tiny水面對接目標檢測 1055.5.2 基于顏色閾值分割的水面對接目標精細檢測 1105.5.3 試驗結果與分析 1135.6 基于單目視覺的水面目標相對位姿測量方法 1145.7 基于基準標記的水面目標視覺定位方法 1165.7.1 STag標記的特征及檢測方法 1175.7.2 無人艇視覺導引系統中STag標記的檢測實例 1205.7.3 基于EPnP的目標相對定位方法 121思考與練習 124第6章 無人艇智能航行控制案例設計與分析 1256.1 無人艇智能航行控制系統架構設計 1256.1.1 智能航行控制系統硬件架構設計 1256.1.2 艇載嵌入式軟件架構設計 1296.1.3 岸基端上位機應用軟件設計 1316.1.4 開源通用上位機軟件案例 1336.2 通信協議原理與設計 1356.2.1 NMEA0183協議及標準格式 1366.2.2 MavLink輕量化通信協議 1396.2.3 自定義軟件通信協議 1446.3 無人艇自主對接回收控制案例設計與分析 1456.3.1 自主對接回收控制系統介紹 1456.3.2 自主對接回收控制系統傳感器濾波 1476.3.3 自主對接回收驗證試驗 1476.3.4 避障控制下的靜態靠泊驗證試驗 150思考與練習 153參考文獻 154
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