Zhang, Chen (2022) Sensor Integration for Ship Motion Analysis. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

There is no unique point for wave-induced ship motions, so the definition of a center of rotation (CR) is proposed in this work. The CR is the point where the linear accelerations are least affected by the rotations. Sea trials were performed on several ships and in different sea states. Low-cost sensor boxes were installed on board to measure ship motions. The Kalman filter is applied to construct the mathematical model. Then, the transformation between the ship-body fixed frame and the horizontal inertial frame is built, along with the additional offset. The offset is defined as the distance between the CR and the location of the sensor in three dimensions. The results show that the Kalman filter can be used to determine the position of CR uniquely. Different trials show that similar sea state conditions result in similar positions of the CR.

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Sensorintegration für die Analyse von Schiffsbewegungen

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Es gibt keinen eindeutigen Punkt für wellenverursachte Schiffsbewegungen, wird in dieser Arbeit die Definition eines Drehpunkts (CR) vorgeschlagen. Der Drehpunkt ist der Punkt, an dem die linearen Beschleunigungen am wenigsten von den Drehungen beeinflusst werden. Auf mehreren Schiffen und in verschiedenen Meeresumgebungen wurden Seeversuche durchgeführt. Kostengünstige Sensorboxen wurden an Bord installiert, um die Schiffsbewegungen zu messen. Zur Erstellung des mathematischen Modells wird der Kalman-Filter verwendet. Dann wird die Transformation zwischen dem schiffskörperfesten System und dem horizontalen Inertialsystem mit dem zusätzlichen Offset erstellt. Der Offset ist definiert als der Abstand zwischen dem CR und dem Standort des Sensors in drei Dimensionen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Kalman-Filter zur eindeutigen Bestimmung der Position des CR verwendet werden kann. Verschiedene Versuche zeigen, dass ähnliche Seegangsbedingungen zu ähnlichen Positionen der CR führen.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Drehpunkt, Kalman-Filter, Seeversuch, Schiffsbewegung
Subjects:	Science and mathematics > Physics Technology, medicine, applied sciences > Civil engineering and environmental protection engineering
Divisions:	School of Computing Science, Business Administration, Economics and Law > Department of Computing Science
Date Deposited:	28 Jul 2022 08:32
Last Modified:	28 Jul 2022 08:32
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/5474
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-55552
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