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基于航海雷达的无人艇路径规划算法研究

中国科学：技术科学 2021年第11期51卷 1401-1409页

作者：胡智焕杨子恒刘笑成张卫东罗荣上海交通大学自动化系上海200240 海军研究院北京102442

海上航行的安全性对于无人船是至关重要的,这涉及如何在动态海洋环境下规划出可行路径并通过反馈控制引导船舶沿该路径行驶等问题.本文提出了一种适用于高速船舶的实时路径规划算法,该算法利用航海雷达实时检测的障碍物位置信息,可快速... 详细信息

海上航行的安全性对于无人船是至关重要的,这涉及如何在动态海洋环境下规划出可行路径并通过反馈控制引导船舶沿该路径行驶等问题.本文提出了一种适用于高速船舶的实时路径规划算法,该算法利用航海雷达实时检测的障碍物位置信息,可快速计算出一条能有效避开障碍物且光滑可行的路径.在该方法中,首先通过引入Frenet坐标系,将一条路径分解为横向位移和纵向位移,并分别用多项式曲线描述这两个方向上的位移.进一步考虑到船体运动的约束以及航行的舒适性,可计算得到一组可行路径,即路径线束.最后从路径线束中选取一条最优且无碰撞风险的路径.通过实验,验证了无人船避开静态障碍物的规划算法,表明了该算法的可行性与实时性.

关键词：路径规划无人艇避障

基于混合A^(*)搜索和贝塞尔曲线的船舶进港和靠泊路径规划算法

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中国舰船研究 2024年第1期19卷 220-229页

作者：胡智焕杨子恒张卫东上海交通大学自动化系上海200240

[目的]针对欠驱动无人艇自动进港和靠泊问题,提出一种基于混合A^(*)搜索和贝塞尔曲线的路径规划算法。[方法]该方法通过混合A^(*)搜索在非结构化环境下快速搜索出一条满足无人艇非完整性约束且无碰撞风险的轨迹。在此基础上,基于广义沃... 详细信息

[目的]针对欠驱动无人艇自动进港和靠泊问题,提出一种基于混合A^(*)搜索和贝塞尔曲线的路径规划算法。[方法]该方法通过混合A^(*)搜索在非结构化环境下快速搜索出一条满足无人艇非完整性约束且无碰撞风险的轨迹。在此基础上,基于广义沃罗诺伊图提出曲线优化算法,使得搜索算法得到的轨迹更加平滑且远离环境障碍物,从而引导无人艇在受限水域完成进港任务。同时,针对“最后一公里”靠泊问题,引入四阶贝塞尔曲线,用于生成靠泊路径从而引导船体平稳且精准入泊。[结果]仿真和外场试验结果表明,无人艇能够实现自主避障且精准驶入泊位,靠泊精度指标均小于1.0。[结论]所提路径规划算法能确保欠驱动无人艇实现进港和靠泊任务,可为智能船舶的进一步发展提供思路。

关键词：欠驱动船舶路径规划自动靠泊混合A^(*)搜索算法贝塞尔曲线

基于图像处理的异重流与系泊结构物作用模型试验研究

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海洋工程 2020年第5期38卷 50-60页

作者：陈欣桐李欣胡智焕吴骁上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

异重流广泛存在于江河入海口附近,速度快、破坏力强,给近海工程的施工作业带来不小的难度。为了研究系泊结构物在异重流作用下的运动响应,基于图像处理技术,采用开闸式异重流模型试验方法,将异重流和结构物作为研究对象。利用图像处理... 详细信息

异重流广泛存在于江河入海口附近,速度快、破坏力强,给近海工程的施工作业带来不小的难度。为了研究系泊结构物在异重流作用下的运动响应,基于图像处理技术,采用开闸式异重流模型试验方法,将异重流和结构物作为研究对象。利用图像处理技术处理由高速摄像机拍摄的结构物运动图片,从而获得结构物运动的时历曲线。对比讨论了不同密度比的异重流对结构物运动的影响,同一密度比的异重流对处于不同深度结构物运动的影响。研究结果表明:结构物运动受异重流密度的影响较大,结构物的运动幅值随着密度的增大而增大。处于高密度流体非混合层的结构物受到异重流的作用会产生大幅度的顺时针旋转和正x方向偏移;位置较高的方柱受到淡水的主导作用,会产生逆时针旋转和负x方向偏移。位于盐水与淡水剧烈混合区域的方柱并不会产生单一方向的偏移,而是在平衡位置附近波动。

关键词：异重流开闸试验图像处理运动响应

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某物流仓库结构设计心得

建材与装饰 2016年第15期 106-107页

作者：胡智焕福州精业建筑工程设计咨询有限公司

结合福州保税港区某物流园工程,介绍了现代物流仓库楼面活荷载取值、结构方案比较、超长结构裂缝控制等若干关键问题,为同类工程的设计提供参考。

关键词：物流仓库荷载取值裂缝控制膨胀加强带

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新型双船起重拆除平台试验研究

海洋工程 2020年第1期38卷 30-41页

作者：李巍胡智焕李欣孙浩 WANG Andy 田新亮张卫东海洋工程国家重点试验室(上海交通大学) 上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 上海交通大学自动化系上海200240 中远海运特种运输股份有限公司广东广州600428 DNV GL Oil&Gas 上海200336

拆除大型海上结构物是一项非常复杂且充满挑战的工程。现提出一种新型海上平台拆除方案,该方案利用三条半潜船来代替具有重型起重装置的单一船舶,通过两艘相同的半潜船将平台上层建筑托起,随后运至第三艘半潜船上完成平台拆除。在风浪... 详细信息

拆除大型海上结构物是一项非常复杂且充满挑战的工程。现提出一种新型海上平台拆除方案,该方案利用三条半潜船来代替具有重型起重装置的单一船舶,通过两艘相同的半潜船将平台上层建筑托起,随后运至第三艘半潜船上完成平台拆除。在风浪流作用下,半潜船和平台的所处方位和运动姿态一直处于动态变化中,这对船舶调节压载的稳定性以及双船运动的同步性提出了要求。为了确保该方案的高效性和安全性,设计了一套完整的模型试验装置,包括船舶模型、平台拆卸辅助设备、六自由度运动采集与分析系统、控制系统、无线通讯系统以及测量系统。开展了相应的水池试验,试验结果验证了双船起重拆除平台方案中双船协同运输这一关键环节的可行性和安全性。

关键词：动力定位双船协同拆除平台半潜船海上平台浮托安装

深海布放缆不同材料属性下应力波自由传播频率特性影响研究

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海洋工程 2017年第5期35卷 12-22页

作者：吴丞昊杨建民田新亮胡智焕彭涛上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

在频域对深海布放缆系统内应力波自由传播特性进行了分析。在布放缆数学建模时使用了哈密顿原理,并在建模时考虑布放缆的曲率。计算过程中保留了缆绳曲率与其弧长坐标之间的非线性关系,并最后得到了其上传播的应力纵波与应力横波的特性... 详细信息

在频域对深海布放缆系统内应力波自由传播特性进行了分析。在布放缆数学建模时使用了哈密顿原理,并在建模时考虑布放缆的曲率。计算过程中保留了缆绳曲率与其弧长坐标之间的非线性关系,并最后得到了其上传播的应力纵波与应力横波的特性。通过计算得到布放缆属性和缆绳内竖直张力等参数对缆绳内自由传播频率特性的影响曲线。结果表明,这些因素对自由传播应力波的频率关系、色散关系、相速度与群速度影响显著。对于应力纵波,整个频域可被两个截止频率与一个行波截止频率分成四个区域。除了通频带之外,在低频时亦存在抑止带和行波抑止带。应力纵波仅能在通频带中以行波形式传播,而应力横波则可以在所有频率范围内以行波形式传播。

关键词：应力波深海布放张紧松弛突加载荷

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俄乌冲突中无人艇海上作战模式的新突破

海洋工程装备与技术 2024年第1期11卷 18-22页

作者：胡智焕谢威刘若楠张卫东上海交通大学重庆研究院重庆401135 上海交通大学自动化系上海200240

近年来,随着科技的迅猛发展,无人艇技术在军事领域的应用逐渐成为国际军事竞争的焦点之一。在俄乌冲突中,无人艇海上作战模式展现出了新的突破,为未来海上作战提供了新的思路和可能性。本文通过对俄乌战争中无人艇海上作战的实际案例分... 详细信息

近年来,随着科技的迅猛发展,无人艇技术在军事领域的应用逐渐成为国际军事竞争的焦点之一。在俄乌冲突中,无人艇海上作战模式展现出了新的突破,为未来海上作战提供了新的思路和可能性。本文通过对俄乌战争中无人艇海上作战的实际案例分析,探讨了其在战争中的应用价值、技术特点以及未来发展趋势,旨在为相关领域的研究和实践提供参考和启示。

关键词：无人艇俄乌战争海上作战新突破

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激发传媒艺术创新活力助力文化强国建设

中国编辑 2025年第1期 11-16页

作者：胡智锋李天羽北京师范大学艺术与传媒学院北京电影学院视听传媒学院

在2035年建成文化强国战略目标的指引下,传媒艺术近年来依托主流价值指引发展方向、科技赋能助力融合创新以及理念革新促进创作出新取得了丰硕的发展成果。但在新形势下,传媒艺术仍然面临传媒艺术生态的不平衡性、技术赋能完全覆盖尚未... 详细信息

在2035年建成文化强国战略目标的指引下,传媒艺术近年来依托主流价值指引发展方向、科技赋能助力融合创新以及理念革新促进创作出新取得了丰硕的发展成果。但在新形势下,传媒艺术仍然面临传媒艺术生态的不平衡性、技术赋能完全覆盖尚未实现以及市场波动波及传媒艺术创作的三重挑战。为应对挑战,传媒艺术不仅要锚定发展方略,也要坚定发展信心,更要从已有的经验与显现的问题中思考并总结应对之法。

关键词：传媒艺术文化强国建设科技赋能主流价值文化创新

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浮托安装实测系统研发

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