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水下无人航行器的水下作业水动力特性趋势预测方法
摘要文本
本发明属于数据处理技术领域，具体公开一种水下无人航行器的水下作业水动力特性趋势预测方法。用于水下无人航行器的水动力特性趋势预测，有效解决当前没有满足实际应用的水动力特性趋势预测方法的问题。本发明通过传感器和测量设备，采集与水动力特性相关的数据，通过线性判别分析对数据进行预处理，建立水下无人航行器的水动力特性的计算流体动力学物理模型。再根据计算出的历史数据构建机器学习模型，从而预测水下无人航行器在不同工作条件下的水动力特性趋势。将建立的预测模型和算法应用到水动力趋势预测系统中。通过实时数据交互，实时预测水下无人航行器的水动力特性趋势，并提供给控制系统进行优化控制和决策。
申请人信息
- 申请人:青岛哈尔滨工程大学创新发展中心
- 申请人地址:266000 山东省青岛市黄岛区三沙路1777号
- 发明人: 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 水下无人航行器的水下作业水动力特性趋势预测方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202410182751.3 |
| 申请日 | 2024/2/19 |
| 公告号 | CN117744540A |
| 公开日 | 2024/3/22 |
| IPC主分类号 | G06F30/28 |
| 权利人 | 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 |
| 发明人 | 陈云赛; 戴咏梅; 刘增凯; 张栋; 姜清华; 孙尧; 刘子然; 曾宇; 李志彤; 邢会明; 张祺戈 |
| 地址 | 山东省青岛市西海岸新区三沙路1777号 |
专利主权项内容
1.一种水下无人航行器的水下作业水动力特性趋势预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、创建AUV的几何模型，对几何模型进行网格划分，利用历史数据进行网格无关性验证；S2、通过AUV上搭载的传感器收集流场特性和运动参数，并输入到质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程中，确定初始条件，建立AUV水动力特性的CFD物理模型；S3、利用CFD进行流场迭代计算，输出实时的水动力参数计算结果；S4、构建机器学习模型，基于随机森林算法，根据历史数据以及实时计算得到的数据集预测出新的水动力参数；S5、从经步骤S4计算出的数据集中进行有放回抽样，形成多个不同的训练集，对每个训练集构建一个决策树，随机选择特征子集，进行节点划分；S6、重复步骤S5，构建多个决策树，通过将所有决策树的预测值取平均，得到最终的预测值；S7、使用下一时刻作为验证数据评估机器学习模型的性能，并进行调优，使用调优后的机器学习模型对未来的AUV水动力特性进行预测。 来自