【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于模拟训练，尤其涉及一种赛艇模拟训练方法、系统及存储介质。
技术介绍
1、赛艇是用桨作为推动力使船在水上前进的水上运动项目，赛艇运动通常涉及到流体力学、材料学等，从流体力学上看，赛艇的外形、桨叶要具备最小阻力形状和性能；在材料上，赛艇需具备满足特定强度、耐用等性能，同时要重量轻。然而，赛艇比赛大多是需要在平静的水面上进行，而实际赛艇训练时的水面大多并非风平浪静，这样使得赛艇训练具有局限性，会使得对运动员提供的训练数据精确度不高，从而影响赛艇训练效果。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种可以实时采集赛艇训练数据和改善赛艇训练效果的赛艇模拟训练方法、系统及存储介质，来解决上述存在的技术问题，具体采用以下技术方案来实现。
2、第一方面，本专利技术提供了一种赛艇模拟训练方法，包括以下步骤：
3、获取无人艇所在水面的光源发射的光、水面物体表面的反射光和水底折射光，并构建水面环境的光学模型；
4、获取无人艇在水面航行传回的位姿信息，并根据位姿信息和光学模型构建无人艇运动模型；
5、根据无人艇运动模型对赛艇进行动力学仿真以确定赛艇的动力学仿真模型；
6、获取赛艇的历史训练数据并对训练数据进行预处理得到赛艇关联规则，其中，历史训练数据包括赛艇运动员每天训练及测试的数据记录、赛艇训练时序数据；
7、基于赛艇关联规则和动力学仿真模型采用回归分析算法进行赛艇成绩预测以完成赛艇模拟训练。
8、作为
9、对无人艇进行各个参数初始化，根据输入的推进器转角和发动机转速进行循环解算，其中，循环解算包括计算流体动力及力矩、推进器推力及力矩、风浪干扰的力和力矩；
10、构建无人艇在水面运动时的惯性坐标系和附体坐标系，将无人艇的位移和转动划分三个自由度；
11、根据惯性坐标系和附体坐标系的物理量存在对应关系，得到两组表达式(1)和表达式(2)；
12、
13、其中，属于惯性坐标系的物理量有：作用在艇上的力x0、y0和力矩n0，无人艇的重心g的坐标xg0、yg0；属于附体坐标系的有：艇体受到的力x、y、以及外力矩中信的、y、v、r分别表示无人艇的前进速度、横漂速度和艏摇角速度，xc表示无人艇中心的x轴坐标值；
14、作为上述技术方案的优选，预设惯性坐标系中的无人艇为刚体，在受力运动过程中，其形状、大小和艇体内不同点的相对位置不改变，根据牛顿第二定律得：
15、
16、其中，m和izz分别表示无人艇的质量、无人艇绕x轴的质量惯性矩，izz表示为l、b、cb分别表示无人艇的长、宽、平均吃水和方形系数，x'g0、y'g0分别表示无人艇沿x0、y0方向的线性加速度，ψ'表示无人艇的艏摇加速度；
17、对表达式(2)的变量进行求导运算后再带入表达式(3)的基本运动方程，使其投影至附体坐标系中，经过计算导出无人艇运动模型的关系表达式为：
18、
19、其中，u'、v'、r'分别表示无人艇运动模型中的前进速度、横漂速度和艏摇角速度，对表达式(4)进行展开得到完整的无人艇运动模型的关系表达式为：
20、
21、其中，下标带有h0的表示流体动力和力矩，下标带有p的表示推进器推力和力矩，下标带有wind和wave表示风浪产生的力和力矩，修正项y·xc记入中。
22、作为上述技术方案的优选，无人艇所受的流体动力为无人艇在流体中运动的流体在与接触的艇体表面产生的反作用力，反作用力包括惯性力和粘性力，分解为：
23、
24、其中，下标i表示惯性力，h表示粘性力；
25、采用推力矢量模型将推进器产生的力分为推力t和转向时对无人艇的横向拉力n，预设推进器转角为δ，则推进器对无人艇的纵向和侧向推力分别为：
26、
27、其中，tp表示推力减额系数，ap表示横向力系数，xp表示附体坐标系下推进器的中心y轴偏移。
28、作为上述技术方案的优选，获取赛艇的训练数据并对训练数据进行预处理得到赛艇关联规则，包括：
29、预设赛艇训练时序数据是一种包含n个形式为序、类型和值的三元数据项，根据离散时间先后顺序排列的集合，对应的表达式为：
30、t＝{(t1，t1，q1)，(t2，t2，q2)，…，(tn，tj，qn)} (8)
31、其中，n表示序列的长度，ti(1≤i≤n)表示序列的时间，tj(1≤j≤28)表示序列的数据类型，qi(1≤i≤n)表示序列的数据值，(ti，tj，qi)(1≤i≤n，1≤j≤28)表示序列中的元素；
32、m条赛艇训练时序数据组成的有限序列集合为：
33、
34、其中，时间序列的长度nx表示第x个运动员的训练时序数据的长度，表示第x个运动员第y个训练项目，表示对应项目的测量数据；
35、根据赛艇训练时序数据集合设定最小支持度min_sup，最小置信度min_con，若sup(a→b)≥min_sup，且con(a→b)≥min_con，则关联规则a→b为强关联规则，其中，a、b所含数据项及时间满足三元数据项的约束。
36、作为上述技术方案的优选，从28个训练项目中选取26个，忽略其余两个训练项目，以一个运动员x为例，先记录运动员每个训练项目的初始值一次扫描数据记录；
37、当再次遇到某个训练项目的记录数据时，将项目数据与对应的初始值进行差值计算，得到结果值dk(tj)，对应的表达式为：
38、
39、将当前项目数据设为初始值，继续扫描数据记录直至结束；
40、在计算得到各个训练项目的时序数据差值dk(tj)后，根据差值的范围判断值是上升、下降或持平，并采用相应的符号来表示，即将运动员的训练数据变化表示为一系列用符号表示的字母序列，根据滑动时间窗口将字母序列转换为事物数据集并设定时间窗口。
41、作为上述技术方案的优选，基于赛艇关联规则和动力学仿真模型采用回归分析算法进行赛艇成绩预测以完成赛艇模拟训练，包括：
42、通过多元线性回归模型算法进行成绩预测，线性回归方程的总体模型可采用表达式(10)表示：
43、s＝β0+β1x1+...+βmxm+e (10)
44、其中，x表示水上预测成绩，xi(i＝1，2...m)表示赛艇的各个训练项目数据，βi(i＝1，2...m)表示模型的参数，e表示随机误差。
45、作为上述技术方案的优选，获取无人艇所在水面的光源发射的光、水面物体表面的反射光和水底折射光，并构建水面环境的光学模型，包括：
46、光学模型的表达式为：c＝crl×r+crt×k，其中c表示水面的综合光照本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种赛艇模拟训练方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，获取无人艇在水面航行传回的位姿信息，并根据位姿信息和光学模型构建无人艇运动模型，包括：
3.根据权利要求1所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求3所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，无人艇所受的流体动力为无人艇在流体中运动的流体在与接触的艇体表面产生的反作用力，反作用力包括惯性力和粘性力，分解为：
5.根据权利要求1所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，获取赛艇的训练数据并对训练数据进行预处理得到赛艇关联规则，包括：
6.根据权利要求5所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，基于赛艇关联规则和动力学仿真模型采用回归分析算法进行赛艇成绩预测以完成赛艇模拟训练，包括：
8.根据权利要求1所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，获取无人艇所在水面的光源发射的光、水面物体表面的反射光和水底折射光，并构建水面环境的光学模型，
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的赛艇模拟训练方法的赛艇模拟训练系统，其特征在于，包括：
10.一种存储介质，其特征在于，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的赛艇模拟训练方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种赛艇模拟训练方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，获取无人艇在水面航行传回的位姿信息，并根据位姿信息和光学模型构建无人艇运动模型，包括：
3.根据权利要求1所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求3所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，无人艇所受的流体动力为无人艇在流体中运动的流体在与接触的艇体表面产生的反作用力，反作用力包括惯性力和粘性力，分解为：
5.根据权利要求1所述的赛艇模拟训练方法，其特征在于，获取赛艇的训练数据并对训练数据进行预处理得到赛艇关联规则，包括：
6.根据权利要求5...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。