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期刊信息/Journal information
中国舰船研究
中国舰船研究

许建

双月刊

1673-3185

cjsr@ship-research.com

027-88730832

430064

湖北省武汉市张之洞路268号

中国舰船研究/Journal Chinese Journal of Ship ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>办刊宗旨：高举创新的旗帜，加强技术交流，开展学术争鸣，提倡观念创新，推动理论创新与技术进步，促进舰船事业发展和海军装备建设现代化。读者对象：舰船行业的专家学者、大专院校的师生、科研院所的科技人员及相关领域的专业人员。
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    基于YOLO-FNC模型的轻量化船舶检测方法

    张炳焱张闯石振男刘松涛...
    180-187页
    查看更多>>摘要：[目的]针对交通密集的港口、船舶聚集的渔船作业区以及船岸混合交通场景等复杂环境,提出一种基于 YOLO-FNC模型的船舶检测方法.[方法]首先,设计一种基于 FasterNet思想的神经网络模块FasterNeXt,并将该模块替换YOLO模型中的C3 模块,在不影响准确性的条件下确保运行速度更快.其次,将NAM注意力机制融入网络结构中,通过利用稀疏的权重惩罚抑制特征权重确保权重的计算更加高效.最后,提出新的边界框回归损失以加快预测帧调整并增加帧回归率,提升网络模型收敛速度.[结果]实验结果表明,在自建的复杂场景下船舶数据集进行检测实验,与YOLOv5s算法相比,所提方法的mAP@0.5 提升6.35%,参数量减少 9.74%,计算量减少 11.39%.[结论]该检测方法有效实现了轻量化、高精度的船舶检测.

    船舶目标检测YOLOv5sYOLO-FNC

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    自注意力机制驱动的轻量化高鲁棒船舶目标检测方法

    马枫石子慧孙杰陈晨...
    188-199页
    查看更多>>摘要：[目的]海岸监控与驾驶瞭望过程中,需要在远距离、多场景下对各种目标进行识别与跟踪.其中,船舶目标往往成像尺寸小、特征不明显,容易与其他目标混淆.为此,提出一种船舶检测方法ShipDet,通过设计专用骨干网络、改进特征提取过程、约束微观检测头,旨在改善上述问题.[方法]首先,通过融合自注意力模块Swin Transformer(STR)和经典CSPDarknet53 网络,构造对微小目标高度敏感的特征融合提取网络,以增强小目标特征与环境的相关关系,关联船与航道、船与船、船与岸线,显著抑制不相关信息.考虑到数据集的船舶目标分布不均匀并且尺度变化较小的特点,保留 2 个检测层,减少模型参数并进一步提升模型性能.最后,使用SIoU损失函数(SCYLLA-IoU)来约束检测头,降低损失函数的回归自由度,提高检测的精度和抗干扰能力.[结果]在 2023ships数据集上的验证结果表明,所提方法在船舶目标检测任务上表现较好,mAP@0.5 达到 92.9%,平均精度为 92.1%,消耗参数量仅为 35 366 310,整体检测性能优于其他算法.[结论]ShipDet方法将为海事监控、智能航行提供高效的支撑.

    船舶目标检测复杂环境SwinTransformerSIoU

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    基于YOLOv5s的轻量化遥感舰船检测算法

    王浩臣辛月兰郭江王庆庆...
    200-207页
    查看更多>>摘要：[目的]针对遥感图像舰船目标检测任务中轻量化和快速推理的需求,提出一种基于改进YOLOv5s的轻量化遥感舰船目标检测算法LR-YOLO.[方法]首先,主干网络采用ShuffleNet v2 Block堆叠方式,有效减少算法的参数量并提高计算速度;其次,设计区域选择模块Filter,选择感兴趣的区域,更充分地提取有效特征;最后,引入圆形光滑标签计算角度损失,对遥感舰船目标进行旋转检测,并采用可变形卷积,以此来适应几何形变,提升检测效果.[结果]在HRSC2016 舰船数据集上的实验结果表明,该算法的检测精度达到92.90%,提高 1.3%,并且算法参数量仅为基线模型的 39.33%.[结论]该算法实现了轻量化和检测准确率的平衡,为轻量化遥感舰船目标检测提供了参考.

    YOLOv5s遥感图像舰船目标检测可变形卷积圆形平滑标签

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    一种面向AUV动态对接的声学补偿无迹粒子滤波算法

    付少波关夏威王嘉张昊...
    208-213页
    查看更多>>摘要：[目的]针对浅水环境下自主水下航行器(AUV)动态对接过程中超短基线定位系统(USBL)声学相对导航问题,提出一种基于扰动观测器的补偿无迹粒子滤波算法(CUPF).[方法]该算法依据航位推算模型补偿USBL数据中的缺失值,利用观测器技术估计AUV动态对接过程中的未知扰动,结合无迹粒子滤波过滤USBL数据中的野值,并实现AUV状态的预估.[结果]湖试数据表明,所提方法能够有效地剔除USBL定位中的野值并填补缺失值,速度估计误差不超过 15%,计算时间相较于传统算法减少了 57%.[结论]所提方法可充分利用相对量测信息,在平滑AUV运动轨迹的同时提高USBL定位精度,准确估计AUV运动状态,有利于AUV顺利对接.

    自主式水下航行器动态对接补偿无迹粒子滤波超短基线定位系统扰动观测器

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    基于多源观测的无人艇回收系统设计

    孔典杨少龙杨立春向先波...
    214-222页
    查看更多>>摘要：[目的]为可靠观测回收斗导引信息并实现无人艇(USV)的运动目标跟踪,提出一种基于多源观测的回收斗导引对接策略.[方法]在整个对接过程中,首先避开母艇尾流干扰区,完成USV航线的粗对准;然后保持航向跟踪导引线,为末端对接回收做调整准备;最后将视觉传感器和惯性导航传感器获取的数据进行滤波融合后传递给USV以计算回收导引线,USV则通过自身制导与控制完成对末端导引线的跟踪与对接回收任务.同时,设计一套基于视觉和组合导航融合的USV对接回收系统,通过自行设计实艇软硬件并进行外场湖试,验证系统设计及对接策略的可行性.[结果]试验结果显示,USV执行自主对接任务的成功率达91.6%,所提对接策略可以满足USV的高精度对接回收.[结论]所做研究可为USV回收提供关键的技术支撑.

    无人艇对接回收视觉导引实艇验证

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    磁单极子阵列总场异常反演建模

    郭成豹台秭艳
    223-230页
    查看更多>>摘要：[目的]无人机搭载总场磁传感器检测舰船上方总场异常情况时,需要建立相应的总场异常反演模型,实现对舰船水下磁特征和空中远场磁特征的评估.[方法]根据舰船上方平面测量的总场异常数据,建立基于磁单极子阵列法的舰船磁场反演模型.根据舰船上方测量的总场异常,反演得到舰船的磁单极子阵列强度,从而实现舰船水上和水下三分量磁场特征的评估分析.在实验室条件下进行磁性船模验证实验,测量船模的上方和下方平面磁场,根据上方平面测量的总场异常进行反演建模分析.[结果]结果表明,采用船体分布的三维磁单极子阵列进行总场异常反演建模,可以实现舰船上方和下方磁场评估线上三分量磁场的高精度评估分析.[结论]该反演建模技术为无人机测量舰艇磁场的工程应用奠定了理论和技术基础,为舰船磁场检测分析提供一种新的选择.

    磁场测量磁单极子阵列总场异常反演磁特征

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    回收液氧冷量冻结清除二氧化碳实现AIP潜艇节能增效

    彭文波张诗李志印张瑶...
    231-237页
    查看更多>>摘要：[目的]AIP潜艇携带巨量液氧,在液氧消耗过程中冷量往往未被充分利用,而潜艇密闭空间二氧化碳清除方式存在缺点.针对长期困扰AIP潜艇的两大痛点,提出将AIP潜艇液氧冷量回收利用与潜艇二氧化碳清除两者有机结合的一体化的解决方案.[方法]将液氧作为冷源处理舱室空气,依据空气各组分相变点温度不同的特性,在常压下将空气中二氧化碳冻结(凝华)分离出来.[结果]通过数据量化分析,论证了在潜艇自持力范围内液氧储存的能量基本上能满足冻结艇员呼吸代谢产生的二氧化碳对冷量的需求,并提出了三级工作流程与实施方案.[结论]所提出的技术方案可回收利用占比 5%的低温冷量,是一种符合综合集成、节能降噪和总体资源充分融合思想的解决方案,可用于以AIP系统作动力的潜艇、潜器和深海空间站等密闭空间的空气净化和二氧化碳清除.

    液氧二氧化碳清除AIP潜艇冷量回收能量再利用低温分离

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    一种挖泥船最小能耗工作点计算选取方法

    李铭志杨正军何炎平张红升...
    238-244页
    查看更多>>摘要：[目的]为了解决挖泥船短排距工况下高能耗的问题,提出一种最小能耗工作点的计算选取方法.[方法]基于前期研究建立的泥泵排压、管道阻力、关键流速和泥泵汽蚀等相关模型,以单方能耗最小为目标,采用施工人员最为熟知并方便控制的泥泵转速为优化变量,运用输送系统最佳流速搜索和多泥泵转速优化相结合的双重优化方法,实现挖泥船多个泵串联最小能耗工作点的计算选取,并以配置有 3 台不同型号离心泵的"新海狼"号挖泥船在特定工况条件下施工为案例进行算法验证.[结果]结果显示,经所提算法模型优化后的工作点单方能耗比最大产量工作点的单方能耗降低了 11.8%.[结论]研究成果的应用能有效弥补已有以施工能力(最大产量)为目标的优化施工方法,为疏浚工程的节能减排工作提供参考.

    挖泥船管道输送多泵串联最小能耗

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    邮轮烟囱排气管路气动噪声影响因素分析及预报

    黄震阳吴卫国林永水陈聪...
    245-253页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在分析邮轮烟囱排气管路气动噪声的影响因素,并对某国产邮轮开敞区域进行噪声预报.[方法]基于大涡模拟和Lighthill声类比的混合方法,对邮轮实际工况下的管路气动噪声进行数值模拟,研究入口流速、出口压力、截面形状和弯管角度对管路气动噪声的影响规律;建立实尺寸邮轮烟囱排气管路模型,分析邮轮烟囱排气管路主要噪声源,并对开敞区域进行噪声预报.[结果]结果显示,入口流速和弯管角度越大,管路气动噪声越大;零压力出口边界的管路气动噪声大于非零压力出口边界的管路气动噪声;矩形截面管气动噪声小于圆形截面管气动噪声;管路气动噪声的窄带峰频率随弯管角度的增大而减小;除烟囱出口外,开敞区域的气动噪声均处于较低水平.[结论]所做研究对控制邮轮烟囱排气管路气动噪声和改善开敞区域的舒适度具有一定的参考价值.

    邮轮烟囱排气管路气动噪声噪声预报

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    基于GA-GMDH算法的离心泵退化识别

    孙广西曹辉张子威马振豪...
    254-262页
    查看更多>>摘要：[目的]为实时监测离心泵的健康状态,提出一种可实时识别离心泵退化状态的模型.[方法]首先,基于离心泵的运行参数和退化机理,利用主客观相结合的组合赋权模型来计算组合权重,进而构建离心泵退化过程中的健康指标;然后,基于现有离心泵的退化数据,提出基于遗传优化-数据分组处理(GA-GMDH)算法的离心泵退化监测模型.[结果]GA-GMDH监测模型的可靠性较高,其健康指标输出值与真实值的均方根误差为 0.029 216,依据该模型输出结果进行退化状态识别的精度为 93.333%.[结论]研究成果可为离心泵的健康状态监测以及维护运营管理提供参考.

    离心泵组合赋权健康指标数据分组处理方法退化状态识别

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