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申请/专利权人：武汉科技大学

摘要：本发明公开了一种船舶姿态预测及船载水炮炮口角度调整方法，包括：S1，对船舶历史姿态数据进行去除异常值与缺失值数据预处理，从而得到平稳输入数据；S2，基于长短期神经网络进行船舶姿态预测；S3，对船载水炮平台和目标物体建立三维坐标系，求解在船舶运动状态下水炮与目标物体的水平角和俯仰角；S4，基于船舶姿态预测得到预测船载水炮炮口角度，并基于水平角、俯仰角和预测船载水炮炮口角度，对水炮炮口垂直和水平方向调整；本发明的船舶姿态预测及船载水炮炮口角度调整方法，经验模态分解和长短期神经网络结合使用，根据预测船舶姿态变化调整水炮炮口角度两个方面来提高水炮平台的打击精度，实现水炮炮口在受船舶姿态影响变化前提前调整。

主权项：1.一种船舶姿态预测及船载水炮炮口角度调整方法，其特征在于，包括：S1，对船舶历史姿态数据进行去除异常值与缺失值数据预处理，从而得到平稳输入数据；S2，基于长短期神经网络进行船舶姿态预测；S3，对船载水炮平台和目标物体建立三维坐标系，求解在船舶运动状态下水炮与目标物体的水平角和俯仰角；其中，对船载水炮平台和目标物体建立三维坐标系，具体包括：S311，水炮炮口坐标在三维坐标系{A}中表示为x1,y1,z1坐标系{A}经平移和旋转位移变化到坐标系{B}，水炮位置发生位移变化和方位变化后，水炮炮口在坐标系{B}中表示为x2,y2,z2，则任一点P在两坐标系{A}和{B}中都存在如下变换关系，其中，为平移矢量，用于描述{B}相对于{A}的位置，为旋转矩阵用于描述{B}相对{A}的方位，CP为过度坐标变化,{C}过度坐标系，{C}和{B}坐标原点相同，{C}与{A}方位相同，过度坐标变化，为{C}相对于{A}的平移矢量； S312、基于公式1和公式2求解坐标x2,y2,z2在坐标系{A}中的表示坐标；船舶姿态变化后水炮炮口在三维坐标系的位置，具体包括：S321，基于采集的静止状态下船舶姿态角Wstatic＝[wr,wp,wy]T和t时刻船舶姿态角Wt＝[wrt,wpt,wyt]T，得到船舶姿态变化为ΔW＝Wt-Wstatic＝[Δwrt,Δwpt,Δwyt]T，其中wr,wp,wy分别为船舶纵摇角、横摇角、艏摇角；S322，测量得到坐标系{B}沿坐标系{A}的x,y,z轴位移xA,yA,zA，即S323，坐标系对应于轴x,y,z作转角为角度为θ的旋转变换，则Δwrt,Δwpt,Δwyt其旋转矩阵分别为： S324，其中，AP＝BP＝[x1,y1,z1]T,则船舶姿态变化后水炮炮口在坐标系{A}中坐标S325，船舶绕坐标系{A}任意轴转任意角度且位移任意距离后水炮炮口在坐标系{A}中的坐标点AP＝[x2，y2，z2]T；所述求解在船舶运动状态下水炮与目标物体的水平角和俯仰角，具体包括：S331，基于建立的三维坐标系得到水炮炮口锁定目标物体的俯仰角α1和偏航角β1；S332，基于所述公式APz求得船舶运动状态下水炮炮口位置变化后水炮炮口俯仰角α2和偏航角β2；S333，计算得到水炮炮口需调整的俯仰角Δαt＝α2-α1和偏航角Δβt＝β2-β1；S4，基于船舶姿态预测得到预测船载水炮炮口角度，并基于水平角、俯仰角和预测船载水炮炮口角度，对水炮炮口垂直和水平方向调整。

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