公开(公告)号：CN110308719B

公开(公告)日：2022-02-22

申请号：CN201910436861.7

申请日：2019-07-11

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张磊 ,  周彬 ,  封佳祥 ,  王博 ,  庄佳园 ,  沈海龙 ,  苏玉民 ,  刘涛

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇路径跟踪控制方法，通过当前无人艇运动的状态信息、位置坐标信息，进行路径点的离散并根据点更新机制进行目标点的更新；通过状态信息进行航向规划，计算当前目标点的视线角视线余角横侧偏差SE、视线补偿量并求得当前航向误差根据航向规划信息，进行航向控制，计算控制器输出力矩Np，根据规划航速和海况估算推进器推力Xp；对输出推力Xp、输出力矩Np进行推力分配，求得各推进器的执行信号，并控制推进器执行指令动作。本发明使得无人艇可以跟踪曲线路径，保证了路径跟踪的快速性以及稳定性，在风浪存在的条件下大大避免了侧漂的发生，实现了对航速较为准确的控制，对于无人艇的路径跟踪控制有重要的作用。

公开(公告)号：CN108983774B

公开(公告)日：2021-06-01

申请号：CN201810778764.1

申请日：2018-07-16

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张磊 ,  封佳祥 ,  庄佳园 ,  王博 ,  沈海龙 ,  苏玉民 ,  曹建

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种基于模糊状态观测器的单喷泵推进无人水面艇自适应航向控制方法，属于无人水面艇运动控制技术领域；本发明包括：(1)获取无人水面艇运动状态信息；(2)获取无人水面艇的航向指令信息；(3)自适应跟踪无人水面艇内外环境干扰；(4)借鉴残差分析思想对环境干扰力进行预估；(5)消除时间滞后对干扰力作用判断的影响。本发明针对喷水推进方式的无人滑行艇设计的模型导向型航向控制方法存在实际应用困难的弱点及未考虑推进装置的实际工作特性的问题进行了改进，得到了一种面向工程应用的自适应单喷泵推进无人水面艇航向控制方法，对单喷泵机械安装误差和环境干扰等不利因素具有自适应特性。

公开(公告)号：CN110308719A

公开(公告)日：2019-10-08

申请号：CN201910436861.7

申请日：2019-07-11

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张磊 ,  周彬 ,  封佳祥 ,  王博 ,  庄佳园 ,  沈海龙 ,  苏玉民 ,  刘涛

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇路径跟踪控制方法，通过当前无人艇运动的状态信息、位置坐标信息，进行路径点的离散并根据点更新机制进行目标点的更新；通过状态信息进行航向规划，计算当前目标点的视线角 视线余角 横侧偏差SE、视线补偿量并求得当前航向误差 根据航向规划信息，进行航向控制，计算控制器输出力矩Np，根据规划航速和海况估算推进器推力Xp；对输出推力Xp、输出力矩Np进行推力分配，求得各推进器的执行信号，并控制推进器执行指令动作。本发明使得无人艇可以跟踪曲线路径，保证了路径跟踪的快速性以及稳定性，在风浪存在的条件下大大避免了侧漂的发生，实现了对航速较为准确的控制，对于无人艇的路径跟踪控制有重要的作用。

公开(公告)号：CN110110797A

公开(公告)日：2019-08-09

申请号：CN201910392717.8

申请日：2019-05-13

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 江坤颐 ,  王博 ,  张磊 ,  庄佳园 ,  李一帆 ,  于清泽 ,  杨士远 ,  张韧然 ,  封佳祥 ,  周彬 ,  袁志豪 ,  张伟 ,  苏玉民

IPC: G06K9/62 ,  G06T7/80

Abstract: 本发明提供一种基于多传感器融合的水面目标训练集自动采集方法，首先，对水面激光雷达点云进行滤波和K-Means聚类处理，得到稳定的水面目标点云簇；然后，通过激光雷达点云帧与单目相机视频帧的时间戳匹配，利用张正友标定法建立的2D-3D投影关系，实现点云与图像的像素级匹配；最后，使用得到的水面深度图像信息，进行水面训练集的标注。这种方法是首次提出的利用多传感器信息融合的针对水面目标训练集自动采集任务的方法，具有实时性好和可靠性高的特点；采用条件滤波与卡尔曼滤波，使得该方法对于风浪、水面数据采集平台颠簸、水面杂波等不利情形具有较高的鲁棒性，采用时间戳匹配的方法可以有效避免传感器频率不同带来的系统误差。

公开(公告)号：CN115933631A

公开(公告)日：2023-04-07

申请号：CN202211119345.X

申请日：2022-09-14

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张磊 ,  郑宇鑫 ,  黄兵 ,  郑帅 ,  黄文斌 ,  封佳祥 ,  周彬 ,  陈曦 ,  王力锋

IPC: G05D1/02

Abstract: 本申请公开了一种应用于欠驱动无人艇的编队控制器构建方法及装置，属于无人艇控制领域，其中，编队控制器构建方法包括：基于图论技术、仿射变换技术以及应力矩阵技术设计欠驱动无人艇编队队形，基于该欠驱动无人艇编队队形建立无人艇系统数学模型，并对其输出进行状态转换，基于动态事件触发机制设计编队控制器。本申请公开的编队控制器构建方法及装置可以在有向通信图下实现包括平移、旋转、缩放以及这些变换的组合，增加了编队的灵活性，且在欠驱动系统处于不同状态时能够自适应调整事件触发阈值，同时降低了各艘无人艇间的通信频率，避免了因系统连续性通信模式而导致过度消耗通信资源的情况。

公开(公告)号：CN110398250B

公开(公告)日：2022-01-11

申请号：CN201910743186.2

申请日：2019-08-13

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张磊 ,  封佳祥 ,  黄兵 ,  刘涛 ,  许建辉 ,  郑帅 ,  苏玉民 ,  曹建

IPC: G01C21/20 ,  G05D1/10

Abstract: 本发明公开了一种无人艇全局路径规划方法。主要步骤包括：(1)获取无人艇运动状态信息和环境感知信息；(2)建立感知环境模型；(3)采用K近邻学习算法对环境栅格进行危险度预测；(4)采用改进A*算法进行路径搜索。本发明针对水面无人艇在实际航行过程中的安全性要求，在建立路径规划环境模型时，采用K近邻算法对水面无人艇所处环境中的危险区域进行预测，同时，在采用A*算法进行路径搜索时，在其估价函数中引入安全代价，确保规划路径的安全性。