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公开(公告)号：CN114035567B
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202111050149.7
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇航控系统，属于无人艇航控技术领域，解决仅涉及单项技术的控制系统的无人艇在执行任务时存在局限性问题。本发明的一种水面无人艇航控系统包括：路径跟踪模块、虚拟引导模块、动力定位模块和底层控制器；路径跟踪模块用于根据接收到的任务路径，生成航行规划路径信息发送给底层控制器；虚拟引导模块根据任务移动引导点，生成航行规划移动引导信息发送给底层控制器；动力定位模块根据任务固定定位点，生成航行规划动力定位信息发送给底层控制器；底层控制器用于根据路径跟踪模块、虚拟引导模块和动力定位模块，结合当前位姿信息获取期望舵角和期望油门，对无人艇进行控制。本发明适用于欠驱动无人艇的自主控制系统。
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公开(公告)号：CN114005018B
公开(公告)日：2024-04-16
申请号：CN202111199231.6
申请日：2021-10-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种小算力驱动的水面无人艇多目标跟踪方法，属于智能无人智慧船舶技术领域。一种小算力驱动的水面无人艇多目标跟踪方法，所述小算力驱动的水面无人艇多目标跟踪方法包括以下步骤：步骤一、通过目标检测算法获取待跟踪水面目标的初始坐标数据与外观信息；步骤二、使用卡尔曼滤波算法对水面目标下一帧的位置进行预测；步骤三、计算新检测到的水面目标与已建立跟踪的水面目标间的归一化方差与平均色差，获取代价矩阵，使用匈牙利算法进行匹配；步骤四、利用匹配结果使用卡尔曼滤波对目标状态进行更新。本发明简化代价矩阵计算，不需要进行重识别权重预训练，且对算力的要求更低，方便部署到小型水面无人艇中。
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公开(公告)号：CN117806173A
公开(公告)日：2024-04-02
申请号：CN202410223789.0
申请日：2024-02-29
Applicant: 哈尔滨工程大学 , 黑龙江水运规划设计院有限公司
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了基于卡尔曼滤波算法的混合结构振动有源控制系统及方法，涉及非平稳振动抑制技术领域，包括振源停止工作，设定白噪声为输入信号进行次级通道辨识；振源工作，通过加速度传感器采集振源信号作为参考信号，抑振点处的加速度传感器作为误差信号，输入控制器；通过控制器DSP对输入信号进行处理，使用自适应混合结构卡尔曼滤波迭代，得到后验估计值作为振源的最优估计；控制器通过D/A转换将数字信号变为模拟信号，经功率放大器输出；抑振点处的加速度传感器信号为振源信号与抑振信号的叠加，实时地通过电荷放大器和A/D转换反馈至控制器，循环迭代进行控制。本发明即使在信号频率失调及幅值突变情况下可进行有效抑振，适用性强。
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公开(公告)号：CN113741468B
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202111050135.5
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种分布式无人艇编队的有限时间容错控制方法。步骤1：基于外部干扰和执行器故障建立无人艇编队动力学模型，并确定控制目标；步骤2：基于步骤1的无人艇编队动力学模型，建立滤波补偿机制虚拟速度控制指令；步骤3：基于步骤2的虚拟速度控制指令，建立有限时间容错控制器；步骤4：基于步骤3的有限时间容错控制器，验证无人艇编队系统闭环控制的稳定性和鲁棒性。本发明为了实现无人艇编队的协同控制问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113835340B
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202111050201.9
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提出了一种考虑输入量化和非线性死区的水下机器人无模型控制方法，所述方法包括构建水下机器人数学模型及无模型处理，简化考虑死区量化控制表达式，设计控制器和稳定性分析证明；本发明为了加强水下无人航行器的鲁棒性能和忽略高度耦合动力学的影响，结合滑模控制的无模型控制能极大程度上减轻了对于很难获得的模型参数的依赖；考虑到减少执行机构和控制模块的数据传输的频率，磁滞量化器将产生分段量化控制信号，来保证其的有限精度以及有效地避免了抖振问题；自适应参数估计方法用来补偿死区非线性估计的误差，能够减少计算的复杂性和计算的次数，使得控制精度和效果大大提升。
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公开(公告)号：CN114202684B
公开(公告)日：2023-06-16
申请号：CN202111434401.4
申请日：2021-11-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种适用于水面环境的云数据投影方法、系统及装置，涉及图像处理领域。解决了在经典的数据融合算法中，三维点云投影损失一部分点云信息；直接融合三维点云数据与RGB图像数据困难的问题。本发明提供的方法，包括：处理点云数据，形成水面三维点云滤波与水面三维点云簇；处理水面三维点云簇，获得点云强度投影矩阵；处理点云强度投影矩阵的反射率强度异常点，获得点云数据投影矩阵；融合点云数据投影矩阵，获取点云距离投影矩阵；获取点云尺寸投影矩阵；根据点云数据投影矩阵、点云距离投影矩阵和点云尺寸投影矩阵进行矩阵叠加，获取经典图像处理神经网络中的点云特征矩阵。本发明用于满足水面无人艇目标识别过程中多传感器数据融合的需求。
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公开(公告)号：CN111208840B
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN202010056033.3
申请日：2020-01-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供一种深海水下机器人的悬停控制方法，本发明采用深沉运动速度控制与位置控制自动切换、位置控制调整项自动调整实现对深度偏差的调节，进而实现定深悬停或定高悬停控制目的。速度控制可使水下机器人发挥最大的垂向控制能力，位置控制保证深度偏差的调节精度与响应速度，位置控制调整项可消除垂向稳态误差。本发明能够使水下机器人克服剩余浮力的影响，实现定深或定高悬停，并能够反映剩余浮力的大小。
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公开(公告)号：CN114859705A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210170640.1
申请日：2022-02-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种可预先设置控制性能且无需辅助系统介入的水面无人艇控制方法，包括：(1)建立无人艇运动学动力学模型；(2)对跟踪误差进行预设性能控制并确定控制目标；(3)设计无模型抗饱和控制器；(4)验证无人艇控制系统的稳定性和鲁棒性。本发明提出一种无模型控制架构，摆脱了模型需求因此可以有效抵抗不确定性干扰而无需引入辅助系统，降低了系统的复杂程度和设计难度。通过在架构中引入基于死区算子的饱和函数对控制输出进行滤波，使控制器具有抗饱和特性且不影响控制效果。通过在架构中引入适当的预设性能函数对跟踪误差进行约束，即可在试验开始前预先设置瞬态和稳态控制性能进而实现跟踪控制。
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公开(公告)号：CN110716566B
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN201910978058.6
申请日：2019-10-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人水面艇运动控制技术领域，具体涉及一种欠驱动无人艇的有限时间轨迹跟踪控制方法，包括以下步骤：获取无人艇运动状态信息及参考轨迹xd,yd；建立无人艇数学模型；建立无人艇的轨迹跟踪误差动力学方程；设计虚拟速度指令；设计有限时间控制器。本发明利用双曲正切函数提出了一种非奇异有限时间滑模面，并在此基础上设计了有限时间轨迹跟踪控制器。该控制器在外界干扰的影响下，依然能够在有限时间内完成对参考轨迹的跟踪。
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