一种近水底三维水下地形环境建模方法

    公开(公告)号:CN113239520A

    公开(公告)日:2021-08-10

    申请号:CN202110413088.X

    申请日:2021-04-16

    Abstract: 本发明公开了一种近水底三维水下地形环境建模方法,属于三维建模技术领域,该方法包括以下步骤:选取某海域的海底,采集该海域的水深信息,建立该海域的海底三维地形栅格空间模型;基于已建立的海底三维地形栅格空间模型,对海底三维栅格空间按照环境的不同崎岖度进行威胁等级划分,再按照不同威胁等级以不同单位尺度进行上下左右前后六个方向膨化处理,得到膨化处理后的海底三维地形栅格空间模型,该方法考虑了对栅格建模的水下环境进行膨化操作,从而解决航行的安全问题,解决水下机器人路径规划的安全问题,本发明可以实现在保证水下机器人路径规划效果的同时,保障水下机器人航行的安全。

    基于模糊观测器的鲁棒自适应无人船路径跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN109189071B

    公开(公告)日:2021-03-26

    申请号:CN201811117143.5

    申请日:2018-09-25

    Inventor: 王宁 孙卓

    Abstract: 本发明公开了一种基于模糊未知观测器的鲁棒自适应欠驱动水面船路径跟踪控制方法,包括以下步骤:建立无人船运动学和动力学模型;构建路径跟踪误差动态;提出速度可变的视线制导律;建立模糊逻辑系统;基于模糊未知观测器的控制器设计。本发明在制导子系统中,提出了一种速度可变的视线制导律,提高了制导系统的操纵灵活性和鲁棒性,使位置误差渐近稳定到零;在控制子系统中,通过设计模糊未知干扰观测器对未知干扰进行快速精确的估计,在设计的速度和航向控制器中进行有效补偿,使制导信号与实际量之间的追踪误差渐近稳定回到零,所涉及的算法框架可使整个闭环系统具有全局渐近稳定特性,极大地提高了路径跟踪控制系统的操纵灵活性和跟踪精度。

    一种基于GAN的特定海域数据集增广方法

    公开(公告)号:CN111860640A

    公开(公告)日:2020-10-30

    申请号:CN202010694006.9

    申请日:2020-07-17

    Abstract: 本发明公开了一种基于GAN的特定海域数据集增广方法,属于计算机视觉领域,包括以下步骤:采集特定海域的水下图像,构成真实水下图像数据集;构建生成对抗网络;生成器对真实的水下图像的退化特性和以及渐晕效果进行学习,得到学习后生成器,并在生成器中得到真实水下图像数据集的衰减、散射、渐晕模型参数,公开数据集在学习后生成器上进行图像合成,得到真实水下图像的合成图像数据集,将真实水下图像的合成图像数据集和真实水下图像数据集一起输入到判别器中进行判别,实现真实水下图像的增广,该方法在数据集上训练识别网络避免过拟合现象,解决海洋公开数据集样本数较小、真实样本获取困难的问题。

    一种带有指定性能的无人船数据驱动强化学习控制方法

    公开(公告)号:CN111308890A

    公开(公告)日:2020-06-19

    申请号:CN202010122590.0

    申请日:2020-02-27

    Abstract: 本发明针对无人水面船系统,提供了一种带有指定性能的无人船数据驱动强化学习控制方法,本发明方法,包括:S1、建立无人水面船数学模型;S2、引入指定性能函数;S3、设计无人船最优控制器;S4、设计评判器和执行器的权重更新率。本发明方法可以实现执行器和评判器同时更新且误差可以在指定范围内,得到最优控制策略。同时,本发明方法加快了控制系统的收敛速度,明显提高了无人船系统在未知环境运行的适应性和可靠性。

    一种基于有限时间扰动观测器的固定时间编队控制方法

    公开(公告)号:CN110879599A

    公开(公告)日:2020-03-13

    申请号:CN201911276389.1

    申请日:2019-12-12

    Abstract: 本发明公开了一种基于有限时间扰动观测器的固定时间编队控制方法,属于多无人船协同控制领域,建立领航无人船和跟随无人船的动力学和运动学模型,以及建立领航无人船子系统的期望轨迹模型,结合积分滑模面,设计领航无人船子系统的固定时间跟踪控制器以实现领航无人船轨迹控制;采用反步法设计跟随无人船子系统的虚拟速度,来确定领航无人船和跟随无人船之间的位置误差,并通过设计跟随无人船的跟踪控制器调整领航无人船和跟随无人船之间的跟踪误差;采用有限时间扰动观测器,并结合固定时间控制律提出在复杂环境下的基于有限时间观测器的固定时间编队控制策略,实现领航无人船和跟随无人船之间的精确编队控制,并计算出最大收敛时间,该方法提出有限时间扰动观测器思想,它能够对外界扰动实现快速、有效的辨识,从而提高了无人船编队系统的鲁棒性。

    一种基于ECDIS的绿色大洋航线设计方法

    公开(公告)号:CN107246871B

    公开(公告)日:2020-03-13

    申请号:CN201710407936.X

    申请日:2017-06-02

    Abstract: 本发明公开了一种基于ECDIS的绿色大洋航线设计方法,包括以下步骤:建立船舶的温室气体排放模型;建立船舶航线的网格区域;优化选择船舶航线和主机推进功率;显示与使用航线。本发明是事先利用样本训练神经网络,在优化确定航线时利用神经网络进行在线计算,这样大大减小了运算量,而且神经网络这种非线性拟合方式具有较高的拟合精度。这样处理可以同时满足实时性和精确性的要求。本发明在优化设计航线的同时优化每个航段的船舶主机输出功率,从而从船舶航线和主机输出功率两个方面控制船舶,以达成温室气体排放量最小的目标。本发明利用神经网络的非线性拟合功能实现对船舶温室气体排放的精确拟合,提高了运算精度。

    一种无人船的自主航行与遥控航行切换控制模块

    公开(公告)号:CN107450396B

    公开(公告)日:2019-10-11

    申请号:CN201710702691.3

    申请日:2017-08-16

    Abstract: 本发明公开了一种无人船自主航行与遥控航行的切换控制模块,包括组合模拟数据选择器和STM32最小系统。本发明把两片八选一模拟选择器采用级联的方式进行组合,形成了四选二模拟选择器以适应现代双体船对信号的选择要求。本发明通过STM32最小系统对接收机的PWM信号进行捕获,进而转化为无人船电机所需要的电压信号。本发明可以实现无人船的自主与遥控两种控制模式的切换,尤其是研制开发阶段以及后期执行任务过程中有突发意外状况时,因其具有两种控制模式,实验人员或者现场操作人员可以及时的将无人船的控制权挽回到自己手中,既能确保对搭载重要设备的无人船的损失降低到最低,又能增强无人船的操作灵活性,提高了系统的可靠性。

    一种四旋翼飞行器跟踪无人水面船的控制方法

    公开(公告)号:CN109901605A

    公开(公告)日:2019-06-18

    申请号:CN201910288869.3

    申请日:2019-04-11

    Abstract: 本发明提供一种四旋翼飞行器跟踪无人水面船的控制方法。本发明方法,包括如下步骤:建立无人水面船的运动学模型;建立四旋翼飞行器的运动学模型,其包括四旋翼飞行器的运动状态信息;设计无人水面船控制器,包括:设计无人水面船实际状态向量与期望状态向量之间的跟踪误差,设计基于积分滑模技术的无人水面船控制律;设计四旋翼飞行器的有限时间观测器、设计基于反步技术的外环控制器、设计基于积分滑模技术的内环控制器。本发明将反步技术、积分滑模技术融入有限时间观测器中,克服了外部扰动和系统不确定性等多变扰动导致的无人跟踪控制系统的不稳定性,有限时间观测器保证了系统趋于稳定的速度和精度,增强了系统的鲁棒性和精确性。

    基于速度与航向双重制导的无人船精确路径跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN109857124A

    公开(公告)日:2019-06-07

    申请号:CN201910222678.7

    申请日:2019-03-22

    Abstract: 本发明公开了一种基于速度与航向双重制导的无人船精确路径跟踪控制方法,包括以下步骤:计算路径跟踪误差动态;设计速度与航向双重制导律;设计有限时间未知观测器;基于有限时间未知观测器设计非光滑控制器。本发明提出了能根据跟踪误差同时制导速度和航向角的双重制导律,使无人船的位置误差能在有限时间内稳定到零,减轻了方向舵的操作负担,提高了制导系统的操纵灵活性与整体性;本发明设计速度与航向双重制导律来提高制导系统的操纵灵活性与整体性,有限时间未知观测器对复杂的外界扰动与内部不确定进行精确观测,并在非光滑速度与航向控制器中进行补偿,从而极大地提高了路径跟踪控制系统的跟踪精度。

    一种无人船的目标识别追踪系统及其工作方法

    公开(公告)号:CN108303988A

    公开(公告)日:2018-07-20

    申请号:CN201810267075.4

    申请日:2018-03-28

    Inventor: 王宁 杨毅 高云程

    Abstract: 本发明公开了一种无人船的目标识别追踪系统及其工作方法,所述系统包括数据采集单元、感知单元、数据处理单元和主控制单元;数据采集单元包括3D激光雷达、发射换能器、一对水听器和组合导航系统,感知单元包括3D激光雷达和两台广角相机;数据处理单元为四核的工控机,主控制单元使用STM32F4处理器,与岸基上位机之间通过无线数传图传模块进行通信。本发明采用3D激光雷达、矢量水听器对水面水下障碍物进行扫描,工控机解析出水面障碍物位置,水听器处理器确定水下障碍物位置,根据获取的障碍物位置,工控机采取避障算法对障碍物进行避障,即实现无人船对水面水下的障碍物避障,达到了能够在水下情况复杂的水域进行作业的目的。

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