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基于相似度和密度的抗噪声船舶轨迹聚类方法

舰船科学技术 2025年第2期47卷 178-184页

作者：杨家轩吴长胜赵时雨大连海事大学航海学院辽宁大连116026 辽宁省航海安全保障重点实验室辽宁大连116026

通过对船舶AIS数据聚类可以掌握船舶运动行为和特征规律,但在轨迹聚类中通过距离描述的相似性不能连续地表征轨迹之间的相似程度,且对轨迹中的噪声点敏感、无法区分轨迹方向。针对上述问题,本文提出一种基于相似度和密度的抗噪声轨迹聚... 详细信息

通过对船舶AIS数据聚类可以掌握船舶运动行为和特征规律,但在轨迹聚类中通过距离描述的相似性不能连续地表征轨迹之间的相似程度,且对轨迹中的噪声点敏感、无法区分轨迹方向。针对上述问题,本文提出一种基于相似度和密度的抗噪声轨迹聚类方法,构建航向约束分段路径距离并定义轨迹相似度函数;根据轨迹相似度分布特征和聚类评价指标,建立自适应确定最佳聚类参数流程。以长江口水域AIS数据为例,基于确定的最佳参数聚类出8个不同方向的轨迹簇,结果与实际船舶习惯航路相符。实验结果表明,所提出的方法能够快速确定最佳聚类参数并对不同运动方向的轨迹进行聚类,结果可用于特征轨迹提取和航路识别,为智能航海提供技术支撑。

关键词：船舶交通轨迹聚类相似度轨迹密度特征轨迹

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融合改进A*与VO算法的船舶避碰策略研究

舰船科学技术 2025年第03期 32-38页

作者：廖功铭任鸿翔王德龙梁霄大连海事大学航海学院大连海事大学船舶与海洋工程学院

针对船舶在复杂海域下的静态路径规划及动态避碰问题，提出一种融合改进A*算法与VO算法的船舶避碰策略。通过引入栅格障碍占比改进启发函数，并添加安全距离参数和3次折线优化等方法提高了A*算法效率，为船舶规划一条安全、高效的航行... 详细信息

针对船舶在复杂海域下的静态路径规划及动态避碰问题，提出一种融合改进A*算法与VO算法的船舶避碰策略。通过引入栅格障碍占比改进启发函数，并添加安全距离参数和3次折线优化等方法提高了A*算法效率，为船舶规划一条安全、高效的航行路径。针对多船会遇，提出基于四元船舶领域模型的速度障碍法，并融合动态窗口法对速度区间进一步约束。最后通过仿真实验验证算法在多船避碰中的有效性。

关键词：船舶避碰 A*算法四元船舶领域速度障碍法

CAVE立体显示系统的搭建及立体图像的几何校正

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计算机辅助设计与图形学学报 2008年第10期20卷 1366-1373页

作者：赵猛金一丞尹勇大连海事大学航海动态仿真及控制交通部重点实验室大连116026

为了解决由投影机的位置不准确而引起的立体图像视差畸变问题,根据立体图像产生方式以及显示方式的不同,给出了适合于工程上搭建"经济型"CAVE立体显示系统的几种实现方式,包括主动立体方式、主动变被动方式以及直接被动立体方式.将帧缓... 详细信息

为了解决由投影机的位置不准确而引起的立体图像视差畸变问题,根据立体图像产生方式以及显示方式的不同,给出了适合于工程上搭建"经济型"CAVE立体显示系统的几种实现方式,包括主动立体方式、主动变被动方式以及直接被动立体方式.将帧缓存中双眼的视景图像分别拷贝到纹理内存中,通过重投影变换计算出B样条曲面控制点坐标并绘制B样条曲面,分别映射纹理内存中双眼图像的纹理到各自的B样条曲面上.通过对左右眼立体图像分别进行几何校正,实现了CAVE多通道立体显示的无缝拼接;通过微调B样条曲面的控制点坐标以及确定曲面阶数,实现了左右立体图像局部位置的调整以及图像平滑度的调整.实验结果显示,该方法不影响视景实时绘制.

关键词： CAVE 立体显示几何校正重投影变换 B样条曲面

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基于加密型值表的船舶静水力特性精确计算

中国造船 2013年第4期54卷 163-176页

作者：刘春雷张秀凤孙霄峰尹勇大连海事大学航海动态仿真及控制交通部重点实验室大连116026

针对传统船舶静水力特性计算方法存在的不足,编写C++程序对加密型值表自动识别和读取,建立了船舶三维数据库。对实船正浮状态不同吃水时的各种静水力参数进行计算,与装载手册提供的数据进行对比和分析,说明了该方法的高精确性;运用坐标... 详细信息

针对传统船舶静水力特性计算方法存在的不足,编写C++程序对加密型值表自动识别和读取,建立了船舶三维数据库。对实船正浮状态不同吃水时的各种静水力参数进行计算,与装载手册提供的数据进行对比和分析,说明了该方法的高精确性;运用坐标系矩阵变换和Sutherland-Hodgman剪裁算法计算任意浮态下船舶排水体积和浮心,与装载手册中提供的纵倾数据相比较,验证了该计算方法的正确性与通用性。

关键词：加密型值表静水力特性计算 Sutherland Hodgrnan剪裁算法浮心

船舶自动舵和自动避碰算法仿真测试平台的研究

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系统仿真学报 2007年第1期19卷 56-58,66页

作者：尹勇张秀凤张显库大连海事大学航海动态仿真与控制交通部重点实验室大连116026

采用MatLab的Simulink工具箱和实船实验测试船舶自动舵和自动避碰算法,存在风险大、调试周期长、费用高的缺点。基于全任务船舶操纵模拟器,研究可用于测试船舶自动舵算法和自动避碰算法的仿真测试平台。详细介绍了该测试平台的体系结构... 详细信息

采用MatLab的Simulink工具箱和实船实验测试船舶自动舵和自动避碰算法,存在风险大、调试周期长、费用高的缺点。基于全任务船舶操纵模拟器,研究可用于测试船舶自动舵算法和自动避碰算法的仿真测试平台。详细介绍了该测试平台的体系结构、系统功能、接口设计,并以船舶航迹保持算法为例仿真测试了该算法对一艘商船的控制效果。该平台已成功应用于船舶自动舵和自动避碰算法的测试。

关键词：仿真测试平台自动舵算法测试自动避碰算法测试船舶操纵模拟器

采用真雷达显示器的航海雷达模拟器的关键技术

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系统仿真学报 2007年第5期19卷 1014-1017,1025页

作者：尹勇刘秀文李志华大连海事大学航海动态仿真与控制交通部重点实验室大连116026

传统的雷达模拟器大致可分为全微机化的雷达模拟器及采用真雷达显示器和雷达信号发生器板的雷达模拟器。第一种雷达模拟器的操作界面逼真度尚待进一步提高,第二种雷达模拟器由于受雷达信号发生器板内存等限制,所能模拟的海区不如第一种... 详细信息

传统的雷达模拟器大致可分为全微机化的雷达模拟器及采用真雷达显示器和雷达信号发生器板的雷达模拟器。第一种雷达模拟器的操作界面逼真度尚待进一步提高,第二种雷达模拟器由于受雷达信号发生器板内存等限制,所能模拟的海区不如第一种雷达模拟器多,灵活性欠佳。本文的雷达模拟器采用微机生成雷达视频信号,通过雷达接口板将由计算机模拟的不同海区雷达回波图像显示在真雷达显示器上,具有灵活性大、逼真度高的特点。对该雷达模拟器的几个关键技术:雷达不同显示方式下的坐标变换、岸线回波生成算法、雷达信号接口板的的设计作了详尽介绍。该接口板可产生满足雷达/ARPA显示设备需要的各种信号,并可实时将计算机模拟的雷达视频数据转换成雷达显示设备可以接收的雷达回波信号,显示在真实雷达显示设备上。成功地应用在全任务大型船舶操纵模拟器中。

关键词：雷达模拟器雷达信号接口板雷达图像生成算法坐标变换复杂可编程逻辑器件

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船用Inmarsat-B系统仿真

系统仿真学报 2006年第z1期18卷 67-69,72页

作者：赵猛李少龙金一丞大连海事大学航海动态仿真及控制交通部重点实验室大连116026

介绍了如何以VisualC++6.0为工具开发Inmarsat-B仿真系统的方法。搭建了基于局域网内的Inmarsat-B仿真系统平台。采用G.729A的语音压缩标准作为模拟Imarsat-B语音通信的核心模块。在TCP/IP参考模型中以传输层的UDP协议作为局域网中报文... 详细信息

介绍了如何以VisualC++6.0为工具开发Inmarsat-B仿真系统的方法。搭建了基于局域网内的Inmarsat-B仿真系统平台。采用G.729A的语音压缩标准作为模拟Imarsat-B语音通信的核心模块。在TCP/IP参考模型中以传输层的UDP协议作为局域网中报文通信的协议。

关键词： Inmarsat-B 系统仿真 UDP协议语音通信

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船舶运动控制虚拟现实交互式仿真系统

系统仿真学报 2004年第5期16卷 940-942页

作者：郭晨杨国勋孙建波沈智鹏徐黎黎大连海事大学航海动态仿真与控制交通部重点实验室

提出并生成一种应用虚拟现实技术,可使仿真过程可视化的船舶运动控制交互式仿真系统。它使研究者可以在实验室环境下更好地研究船舶航向,航迹,减摇等船舶运动控制系统,直接获得系统的动态和静态特性,实现实时跟踪和监控船舶运动控制多... 详细信息

提出并生成一种应用虚拟现实技术,可使仿真过程可视化的船舶运动控制交互式仿真系统。它使研究者可以在实验室环境下更好地研究船舶航向,航迹,减摇等船舶运动控制系统,直接获得系统的动态和静态特性,实现实时跟踪和监控船舶运动控制多种算法的可视化仿真过程。

关键词：虚拟现实仿真系统可视化船舶运动控制算法

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游艇模拟器中游艇静水“海豚运动”仿真研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第12期48卷 89-95页

作者：李笑晨尹勇大连海事大学航海动态仿真和控制交通部重点实验室辽宁大连116026

针对现有游艇模拟器中无法模拟游艇静水"海豚运动"的问题,基于游艇高速航行受力本质进行分析,结合平板滑行理论和Savitsky关于棱柱形滑行艇的相关研究,对游艇几何模型进行合理简化,求解游艇静水中滑行运动姿态.基于高频自由面假设和切... 详细信息

针对现有游艇模拟器中无法模拟游艇静水"海豚运动"的问题,基于游艇高速航行受力本质进行分析,结合平板滑行理论和Savitsky关于棱柱形滑行艇的相关研究,对游艇几何模型进行合理简化,求解游艇静水中滑行运动姿态.基于高频自由面假设和切片理论计算游艇垂荡、纵摇水动力系数,采用Routh-Hurwitz线性稳定性判据寻找游艇发生"海豚运动"阈值.提出引入人工干预的方法激励处于不稳定运动状态的游艇,使其发生"海豚运动"并进行数值仿真试验.试验结果表明当且仅当游艇处于不稳定运动状态时人工干预可以诱导游艇进行"海豚运动",数值仿真结果与模型试验结果符合良好.将算法与游艇模拟器相结合进行工程应用试验,游艇模拟器运行稳定、效果良好,实现了游艇模拟器中游艇"海豚运动"的仿真.

关键词：游艇模拟器运动数学模型海豚运动稳定性分析人工干预