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公开(公告)号：CN111522362B
公开(公告)日：2021-05-07
申请号：CN202010541469.1
申请日：2020-06-15
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种无线速度反馈的四旋翼无人机分布式编队控制方法，首先构建一个在三维空间运动的若干四旋翼无人机组成的多机器人系统，并根据牛顿‑欧拉方程建立每个四旋翼无人机的动力学模型；其次，采用旋转矩阵表示四旋翼无人机的姿态，并将每个四旋翼无人机的动力学模型转换为新形式；接着，导出一个中间控制信号实现编队控制目标的同时，引入辅助系统以避免进行线速度测量；最后，将中间控制信号解码为推力和期望角速度后，设计每个四旋翼无人机的转矩输入以实现角速度跟踪；与现有技术相比，本发明所涉及的控制律(推力和转矩)均不取决于线速度矢量，即本发明所提出的分布式编队控制方法是实现无线速度的，无需线速度反馈。
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公开(公告)号：CN112461210A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011498963.0
申请日：2020-12-18
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种空地协同建筑测绘机器人系统及其测绘方法，包括空中无人机、地面移动机器人和服务器终端，空中无人机携带有第一激光雷达、第一IMU、双目鱼眼相机、第一彩色相机、第一处理器，通过空中无人机建立建筑物基于其顶面及高处立面的第一局部点云模型；地面移动机器人携带有第二激光雷达、第二IMU、第二彩色相机、第二处理器，通过地面移动机器人建立建筑物基于其底部的第二局部点云模型；服务器终端通过无线通讯模块分别与空中无人机和地面移动机器人连接，在服务器终端完成第一局部点云模型和第二局部点云模型的融合，生成完整的建筑物点云模型。本发明在提高建模完整性的同时，还具有精度准、效率高的优点。
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公开(公告)号：CN111552293A
公开(公告)日：2020-08-18
申请号：CN202010400932.0
申请日：2020-05-13
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种视野约束下基于图像的移动机器人编队控制方法，包括以下步骤：S1、建立领航者-跟随者系统框架，并利用领航者-跟随者系统框架对领航者和跟随者之间的相对运动学建模，得到在归一化图像空间中领航者和跟随者的相对视觉运动学；S2、定义基于归一化图像空间的具有预定性能规范以及视野约束的误差变换；S3、设计一种参数自适应估计律用于在线估计跟随者机载单目相机光学中心与领航者身上单个特征点之间的相对高度倒数；S4、解算出跟随者所需要的角速度和线速度，进而完成跟随者对领航者的跟踪。通过参数自适应估计律和具有预定性能规范以及视野约束的性能函数定义误差变换，具有计算简便、视场约束有效和瞬态、稳态性能良好的优点。
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公开(公告)号：CN103978474A
公开(公告)日：2014-08-13
申请号：CN201410202320.5
申请日：2014-05-14
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种面向极端环境的特种作业机器人，包括带有主控单元的主控仓体，主控仓体上装设有底盘行走单元和折叠伸展式臂架单元，底盘行走单元中设有供电模块，折叠伸展式臂架单元包括支撑臂基座和多级连接支撑臂架，支撑臂基座装设于主控仓体上，第一级连接支撑臂架与支撑臂基座铰接、最末级连接支撑臂架设有安装座，支撑臂基座上铰接有第一直线驱动机构，第一直线驱动机构的第一驱动杆与第一级连接支撑臂架铰接连接，相邻的连接支撑臂架之间铰接有连臂扣件，连臂扣件通过第二直线驱动机构与一个连接支撑臂架铰接，第一直线驱动机构、第二直线驱动机构、供电模块分别与主控单元相连。本发明具有作业范围大、空间占用小、应用范围广的优点。
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公开(公告)号：CN103381603A
公开(公告)日：2013-11-06
申请号：CN201310269028.0
申请日：2013-06-29
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了高压输电线路除冰巡线机器人的自主越障规划方法，包括如下步骤：步骤1：利用安装在机械臂末端的激光雷达探测环境信息，获得机器人运行前方障碍信号；步骤2：根据机械臂末端当前位置与期望位置的差值和当前情况下的障碍信号，利用模糊规划器规划出运行前方机械臂的模糊规划角度；步骤3：利用粒子群算法对模糊规划角度在线优化，得到运行前方机械臂的粒子群模糊规划角度；步骤4：利用神经网络自适应控制器得到各关节控制力矩，指导机械臂动作。采用的模糊规划方法能够根据除冰巡线机器人当前状况，实时进行越障规划决策，克服感知信息的不准确性和滞后性。同时，粒子群算法能够在线优化模糊规划角，使轨迹更光滑且冗余度更小。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119088082B
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411578989.4
申请日：2024-11-07
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/695 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开了一种具有抗干扰能力的四旋翼无人机容错编队控制方法，包括建立无人机集群系统，并为每个无人机建立平移动力学、旋转动力学、电机动力学和执行器故障模型；设计标称编队控制器并结合高阶滑模观测器估计和补偿执行器偏差故障和外界时变扰动实现各四旋翼无人机对虚拟领航者的轨迹跟踪控制；解耦位置环和姿态环，为标称系统设计姿态控制器并结合高阶滑模观测器解决外部时变扰动对姿态环的影响实现各四旋翼无人机的姿态稳定；基于牛顿修正法计算执行器故障后各旋翼的升力系数实现在线故障诊断，根据故障后的控制效能矩阵计算每个电机的转速实现执行器故障后的四旋翼无人机安全可靠编队控制。提高了四旋翼无人集群飞行时的稳定性和安全性。
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公开(公告)号：CN119200642A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202411320176.5
申请日：2024-09-20
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/46 , G05D1/695 , G05D109/20
Abstract: 一种基于采样的多无人机编队全局路径规划方法，包括：S1、构建全局栅格地图，给定编队起始状态、编队目标状态；S2、将编队起始状态加入到第一随机树作为根节点，将编队目标状态加入到第二随机树作为根节点；S3、采样获得新采样节点，并将迭代次数加1；S4、从新采样节点双向扩展两颗随机树；S5、判断扩展后两颗随机树是否完成连接，若完成连接，则通过区域修剪方法优化两颗随机树中节点的代价值；S6、判断是否达到终止运行条件，是则进入S7，否则执行S3；S7、若两颗随机树完成连接，则路径求解成功，获得路径规划结果，否则路径求解失败。本发明有效提高了复杂环境下基于采样的多无人机编队全局路径规划的求解速度和求解质量。
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公开(公告)号：CN118254183A
公开(公告)日：2024-06-28
申请号：CN202410512396.1
申请日：2024-04-26
Applicant: 湖南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 一种基于双向离散快速扩展随机树的多机械臂运动规划方法，包括：1、生成每个机械臂的路线图，并组合成复合路线图；2、各个机械臂分别在各自路线图中生成随机树，以起始点和目标点为采样点同时扩展两棵随机树；3、两棵随机树均以对方采样点进行扩展；4、选择满足预设要求的结点，并判断是否可以通过碰撞检测，是则进入5中，否则进入3中；5、遍历所选结点的近邻点，判断各个近邻点以4中所选结点为父结点其代价值是否更小，是则修改父节点为所选结点，否则判断两棵随机树是否连接成功；如果连接成功，结束扩展，否则循环3至5，直至成功连接。本发明有助于多机械臂运动规划问题寻找解决方案，减少了无用区域的搜索，加快了树枝的扩展速度。
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公开(公告)号：CN114089779B
公开(公告)日：2024-03-19
申请号：CN202111407640.0
申请日：2021-11-24
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开了一种GPS拒止环境下空中机器人视觉自主控制方法及系统，包括：摄像头模块实时采集周围环境图像并发送至计算机模块，计算机模块根据周围环境图像和预设的参考图像得到单应性矩阵并发送至姿态控制器；姿态控制器根据单应性矩阵和预设的虚拟控制误差函数得到第一控制误差和姿态误差控制变量，将第一控制误差发送至计算机模块；计算机模块根据第一控制误差和预设的速度估计误差函数实时估计自身速度并发送至姿态控制器；姿态控制器根据实时估计的自身速度、预设的误差控制式、预设的空中机器人的动态方程、第一控制误差和姿态误差控制变量得到姿态控制量，根据姿态控制量控制空中机器人的自主飞行。
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公开(公告)号：CN117369498A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311401860.1
申请日：2023-10-26
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种未知环境下多无人机分布式协同编队方法，每架无人机实时获取自身当前的位置、姿态信息及其他无人机规划好的轨迹；通过深度相机实时构建栅格地图；每架无人机基于仿射变化原理，根据其他无人机规划好的轨迹，求解自身的编队参考轨迹，作为轨迹规划的编队误差参考项；随后定义无人机轨迹的表达式，构建多目标优化问题，求解优化问题，完成编队轨迹规划，并将轨迹输入至LQR控制器，完成轨迹跟踪。有效解决密集环境下多无人机队形保持难的问题，大大减小了编队相似度误差；分布式框架计算量小，实用性高；轨迹规划求解效率高，该方法支持时空联合求解，支持将硬约束转化为软约束，可保证规划的实时性。
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