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| 編輯推薦： |
对于船舶与海洋工程领域来说，与人工智能的研究进行深度融合是未来发展 的趋势，该方面的研究无论从国家层面，还是从学科本身特点来讲，都是合情合理的，同时 也是刻不容缓的。
本书的目的是总结船舶与海洋工程领域的智能应用，分析现阶段哪些问题可以采用人工智能的方法来解决，都有哪些解决方法被提出，并被应用到实践中。希望读者通过本书能够了解，合适的智能技术有可能解决目前的一些工程技术问题，替代低效率和过于依赖人工的工作，从而实现人工智能与船海工程的深入交叉融合。
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| 內容簡介： |
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本书以理论和技术综述为主，主要介绍人工智能技术在船舶与海洋工程领域的应用，在船舶设计、性能优化、水下机器人技术、智能船技术以及水下机器视觉领域进行了详细阐述。
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| 關於作者： |
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主要作者韩凤磊，助理研究员,硕导；研究方向：人工智能在船舶与海洋工程领域的应用、基于神经网络的水下视觉识别与定位、基于多特征自学习方法的水下移动目标追踪、考虑多尺度因素的船舶智能设计原理等
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1人工智能的概念3
1.2人工智能的发展历程4
1.3人工智能的功能5
1.3.1求解问题5
1.3.2逻辑推理7
1.3.3自然语言处理 8
1.3.4智能信息检索技术9
1.3.5专家系统10
1.4人工智能的关键技术11
1.4.1人工神经网络11
1.4.2机器学习13
1.4.3深度学习13
1.4.4云计算14
1.4.5大数据15
1.5人工智能的发展趋势及其与船海工程的关系17
第2章智能船舶19
2.1引言21
2.2智能船舶的发展现状21
2.2.1eNavigation21
2.2.2MUNIN系统22
2.2.3罗尔斯罗伊斯公司23
2.2.4韩国智能船舶24
2.2.5日本SSAP系统24
2.2.6DNV GL智能互联船舶26
2.3智能航行27
2.3.1航线设计和优化27
2.3.2船舶自主避碰撞36
2.4智能船体38
2.4.1船体全生命周期管理38
2.4.2船体监测及辅助决策系统39
2.5智能机舱40
2.6智能船舶能效管理44
2.7小结51
第3章船舶智能设计53
3.1引言55
3.2船型智能优化设计56
3.2.1基于CFD技术的船型设计优化56
3.2.2船体曲面显示与修正59
3.2.3优化算法与替代模型60
3.3船舶总布置智能设计61
3.3.1ISA优化策略63
3.3.2ISA系统结构65
3.4船舶结构智能设计66
3.4.1设计理论与方法67
3.4.2几何表示69
3.4.3结构计算70
3.4.4智能计算方法73
3.5船用螺旋桨智能设计75
3.5.1螺旋桨常规设计方法75
3.5.2螺旋桨智能设计方法77
3.6小结82
第4章水下智能机器人83
4.1引言85
4.2自主水下航行器的发展与现状85
4.2.1挪威Kongsberg 公司REMUS AUV87
4.2.2美国Hydroid 公司Bluefin AUV89
4.2.3英国南安普顿国家海洋中心Autosub600091
4.2.4美国伍兹霍尔研究所SeaBED AUV94
4.2.5中国深海AUV96
4.3自主水下航行器的导航与定位系统97
4.3.1协同导航98
4.3.2惯性导航99
4.3.3声学导航99
4.3.4地球物理导航100
4.4自主水下航行器的控制系统102
4.4.1机器人主体与机械手耦合控制103
4.4.2故障控制103
4.5自主水下航行器的水下通信105
4.5.1水声通信网络105
4.5.2协同通信107
4.6小结109
第5章水下机器视觉技术111
5.1引言113
5.2水下图像处理113
5.2.1水下图像复原115
5.2.2水下图像增强与色彩校正119
5.2.3水下照明和增强126
5.2.4水下图像质量评估127
5.3水下图像识别129
5.3.1水下声图像识别129
5.3.2水下激光图像识别135
5.3.3水下光视觉识别138
5.4水下立体视觉145
5.4.1水下双目视觉标定和测距146
5.4.2水下3D图像重建及SLAM技术150
5.5水下目标物跟踪156
5.5.1基于多传感器系统水下目标跟踪156
5.5.2基于立体视觉的水下识别与跟踪158
5.6小结160
参考文献161
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| 內容試閱：
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人工智能是近几年来的热点话题，从各种功能的智能机器人的大量使用，到语音识别和图像识别技术的飞速发展，从无人车到无人服务等，都预示着人工智能具备无穷的应用潜力。
中国对于人工智能的发展给予了足够的重视，国务院于2017年7月8日按照党中央部署要求印发并实施了《新一代人工智能发展规划》，目的是为抢抓人工智能发展的重大战略机遇，构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国。在《新一代人工智能发展规划》的重点任务中，第一条第一点就提到了促进学科交叉融合，为人工智能持续发展与深度应用提供强大科学储备。
船舶与海洋工程是一个非常庞大的工程领域，涉及的研究内容非常博杂，而人工智能在该领域其实很早就有应用，有些方面的应用和研究虽然本就属于人工智能的范畴，但是并没有被冠以智能的帽子。如何结合现阶段飞速发展的人工智能的理论和方法来实现工程应用成了一个很现实的问题。人工智能本身是一个复杂的学科，并不是单纯某种方法和理论就能被定义为人工智能，我们可以把人工智能看作是一种思想，或者一种解决问题的途径，这样对解决具体的问题是有帮助的。
所以，对于船舶与海洋工程领域来说，与人工智能的研究进行深度融合是未来发展的趋势，该方面的研究无论从国家层面，还是从学科本身特点来讲，都是合情合理的，同时也是刻不容缓的。
本书的编写目的是总结船舶与海洋工程领域的智能应用，分析现阶段哪些问题可以采用人工智能的方法来解决，都有哪些解决方法被提出，并被应用到实践中。这是一个非常复杂的问题，涉及很多方面的内容，所以书中每一个小节都可能是一个非常大的研究领域，想要详尽地进行阐述是不可能的，只能是总结较为突出的一些研究内容，起到一个介绍性的作用，这样读者在阅读之后就能够对该方面的内容有一个初步了解，如果想要深入研究，可以由此展开。
本书的各章内容如下。
第1章主要叙述人工智能的发展、功能及主要研究内容，使读者对人工智能有一个大致了解，建立人工智能的概念。
第2章分析了智能船舶的现状以及相关研究内容，根据中国船级社（CCS）《智能船舶规范2015》的架构对智能船舶的各部分内容进行了详细的分析，并总结了现阶段较为先进和较为成熟的一些系统方法。
第3章阐述了船舶智能设计的研究方法。
第4章主要针对水下机器人技术进行详述，介绍了现阶段较为成熟的深海自主水下机器人的现状，同时从人工智能的角度出发，介绍了导航定位、控制系统和水下通信等方面的研究内容。
第5章讲解了水下视觉技术的内容，主要阐述了水下图像处理、图像识别、立体视觉和水下目标物跟踪的研究内容，介绍了较为先进的计算方法，并给出了一些开源程序，可以让感兴趣的读者自己尝试运行程序来体验水下视觉研究成果，更好体会其研究意义。
在本书编写完成之际，全体作者向哈尔滨工程大学及哈尔滨工程大学船舶学院的领导和老师们表达谢意。首先感谢哈尔滨工程大学副校长韩端锋教授，是韩校长在三年前安排了本书作者从事该方面的研究；同时感谢哈尔滨工程大学船舶工程学院舰船与海洋平台总体技术研究所所长高良田教授为本书提供了很多指导性意见和素材；船舶工程学院对本书的研究方向给予了很多关注，薛彦卓院长亲自部署学院内部成立人工智能研究俱乐部，为人工智能的研究提供了平台。
我们真心期望本书能为船海专业领域的研究人员提供一个人工智能的应用框架，以起到一定的思维启发作用。该研究方向其实还处在起步阶段，未来一定会有很大的研究空间。
作者
2020年4月
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