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公开(公告)号：CN119714303A
公开(公告)日：2025-03-28
申请号：CN202510225479.7
申请日：2025-02-27
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G01C21/20 , G01S15/88 , G01S15/08 , H04B7/185 , H04W64/00 , H04W4/02 , H04W4/06 , H04W84/06 , H04W88/04 , G06N3/006
Abstract: 本申请属于水下导航定位技术领域。本申请提供一种基于分层中继节点的多海上无人系统的协同导航定位方法。本公开实施例通过对从海上无人系统进行层级划分，利用改进的粒子群算法选取最优参考节点组合，得到第一层参考节点和第二层节点；根据第一层参考节点和第二层节点构建第一距离量测模型和第二距离量测模型，并结合宽带信号实现整体集群的中继节点通信网络构建；计算第一误差修正位置和第二误差修正位置，以实现海上无人系统集群的协同导航定位。可解决由于从海上无人系统数量增多造成主海上无人系统通信负担严重、通信网络连通性差、系统可观测性弱、集群位置信息利用率低引起从海上无人系统定位误差无法修正，集群协同导航定位失败等问题。
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公开(公告)号：CN118393969B
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202410817763.9
申请日：2024-06-24
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明涉及无人自主潜水器协同控制技术领域，具体涉及一种异构潜水器集群敏捷协同控制器及集群协同控制方法，包括：集群方案数据库模块、集群任务控制模块、集群探测控制模块、集群通信控制模块、集群状态信息管理模块以及集群队形保持控制模块。本发明实现了不同结构潜水器之间的通信、信息交互以及协同控制操作，建立了水下无人集群节点探测和通信融合的信息互联互通机制，降低集群化升级对各自平台体系的影响。
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公开(公告)号：CN118192387B
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202410601331.4
申请日：2024-05-15
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明涉及协同控制技术领域，具体涉及一种无人潜水器集群分布式敏捷协同控制方法及其系统，该方法包括根据海洋观测的场景构建多个无人潜水器的分布式协同控制架构；构建分布式协同控制架构中各节点之间的网络通信模型；根据虚拟领航者的期望路径和相对队形向量获取每个无人潜水器的期望路径；每个无人潜水器根据运动学模型和动力学模型按照编队队形和对应的期望路径进行航行，并根据网络通信模型进行通信，完成海洋观测任务。本发明该方法通过构建分布式协同控制架构、通信网络模型与协议，并设置敏捷协同控制器，将现有相关技术融入应用场景，使自主水下航行器具备敏捷响应能力，能够快速加入海洋观测网络。
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公开(公告)号：CN118295427A
公开(公告)日：2024-07-05
申请号：CN202410717853.0
申请日：2024-06-04
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及水下航行器的控制技术领域，具体涉及一种基于时间序列预测的水下分布式状态观测编队控制方法，包括：获取虚拟领航AUV在广义坐标下的动力学模型；获取跟随AUV对应的带宽受限的初始分布式观测器；获取跟随AUV对应的分布式观测器；预测AUV编队的轨迹，并对AUV编队进行控制。本发明有效地缓解了时延和通信中断对带宽受限下分布式观测器的影响，为编队控制的稳定性和可靠性提供了有力支持，从而预测得到准确的AUV编队的轨迹。
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公开(公告)号：CN118293924A
公开(公告)日：2024-07-05
申请号：CN202410717841.8
申请日：2024-06-04
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及水下航行器导航技术领域，具体涉及一种基于USBL距离量测信息的多UUV协同导航方法及其系统，包括对每个从航行器预定航行轨迹，并设定主航行器为初始化状态；建立每个从航行器以及主航行器的运动学模型；获取主航行器的航行轨迹；每个从航行器沿着预定的航行轨迹进行航行，同时，主航行器按照规划的航行轨迹运动，每个从航行器根据交互的信息利用迭代扩展卡尔曼滤波算法修正导航误差；每个从航行器根据修正后的导航继续航行。本发明基于预先设定的从UUV轨迹，综合时间差分法与分层强化学习算法，对主UUV进行运动规划，之后在导航过程中利用迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)算法进行状态估计，从而有效提升从UUV的定位精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115828725A
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202211282901.5
申请日：2022-10-19
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于人工鱼群算法的多UUV协同探测阵型优化方法,建立一字型多UUV封控阵型，从舷侧声呐模型出发，通过改变相邻UUV之间的间距以及每个UUV的航向角，减小相邻UUV覆盖面积的交叠以及各UUV的探测盲区；通过建立二元感知模型，判断目标是否可以被探测；通过建立UUV阵型优化准则，提出封控阵型连续度与阵型覆盖面积加权奖赏机制，得到优化目标函数；最后，使用人工鱼群算法对目标函数进行参数优化，得到奖赏最大时的UUV间距以及航向角。本发明可快速获得探测效果更好的编队阵型，避免了计算复杂多元非线性函数极值的问题。本发明所用的人工鱼群优化算法与其他算法相比，具有实现简单、收敛速度快以及不易陷入局部最优等优点。
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公开(公告)号：CN115310293A
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202210959781.1
申请日：2022-08-11
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G06F30/20 , G06N3/00 , G06F111/06
Abstract: 本发明涉及一种基于蚁群算法的多UUV协同探测阵位优化方法，充分考虑多UUV在协同探测时，如相邻UUV之间间距及单台UUV的航向角的变化对最终的区域覆盖率的影响、单台UUV距离边界距离与相邻UUV距离不同时对探测区域拦截度的影响，设计了相应的两个打分集及分数函数，根据任务不同，设置相应的权重，加权之后得到最终阵位待优化目标函数。随后，蚁群算法参数初始化、设置迭代次数，在最大迭代次数后得出最优相邻UUV之间距离及单UUV的航向角。本发明利用蚁群算法在大跳跃间断函数上寻优效果更好的优势，具有正反馈特性，该特性能迅速地扩大初始的差异，引导整个系统向最优解的方向进化。
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公开(公告)号：CN118393969A
公开(公告)日：2024-07-26
申请号：CN202410817763.9
申请日：2024-06-24
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明涉及无人自主潜水器协同控制技术领域，具体涉及一种异构潜水器集群敏捷协同控制器及集群协同控制方法，包括：集群方案数据库模块、集群任务控制模块、集群探测控制模块、集群通信控制模块、集群状态信息管理模块以及集群队形保持控制模块。本发明实现了不同结构潜水器之间的通信、信息交互以及协同控制操作，建立了水下无人集群节点探测和通信融合的信息互联互通机制，降低集群化升级对各自平台体系的影响。
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公开(公告)号：CN118363342A
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202410781231.4
申请日：2024-06-18
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本公开实施例是关于一种面向海洋探测场景的AUV集群集中式敏捷协同控制方法。本公开实施例建立了任务化的集中式敏捷协同控制架构，分为信息网络层、数据支持层和控制规划层三部分。优化了通信协议和传输机制从而最小化数据传输延迟；改进水声通信协议和转发协议，提高了AUV集群之间的信息交互能力；网络拓扑结构确保时序同步和控制指令一致性。数据支持层整合多源数据进行融合和处理，提高了数据准确性和可靠性，为决策层提供了必要的信息和见解，更好地支持路径规划、任务分配和目标跟踪等决策。控制规划层针对实时变粒度作业，具备灵活调整作业粒度的能力，根据任务需求调整信息交互量，确保系统动态适应任务变化。
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公开(公告)号：CN118192387A
公开(公告)日：2024-06-14
申请号：CN202410601331.4
申请日：2024-05-15
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明涉及协同控制技术领域，具体涉及一种无人潜水器集群分布式敏捷协同控制方法及其系统，该方法包括根据海洋观测的场景构建多个无人潜水器的分布式协同控制架构；构建分布式协同控制架构中各节点之间的网络通信模型；根据虚拟领航者的期望路径和相对队形向量获取每个无人潜水器的期望路径；每个无人潜水器根据运动学模型和动力学模型按照编队队形和对应的期望路径进行航行，并根据网络通信模型进行通信，完成海洋观测任务。本发明该方法通过构建分布式协同控制架构、通信网络模型与协议，并设置敏捷协同控制器，将现有相关技术融入应用场景，使自主水下航行器具备敏捷响应能力，能够快速加入海洋观测网络。
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