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公开(公告)号：CN117872910A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202410084011.6
申请日：2024-01-19
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明一种障碍环境下无人艇多对一协同追捕控制器设计方法，包括以下步骤：考虑未知系统动态和复杂环境扰动，构建追踪无人艇的运动学方程和动力学方程，以及逃逸无人艇的运动学方程；基于逃逸无人艇位置的位置，实现多个虚拟追踪者对逃逸无人艇位置和速度的估计；基于包围算法、接近算法与权衡算法，设计多个虚拟追踪者对逃逸无人艇分布式协同追捕策略；基于分布式协同追捕策略，得到虚拟追踪者的追捕速度；构建控制障碍函数，生成最优轨迹生成器，避免协同追捕过程中的避碰；基于视距制导律，无人艇系统给定的速度信号，设计扩张状态观测器；基于视距制导律、扩张状态观测器设计无模型控制律，实现多个无人艇对一个逃逸无人艇的追捕控制。
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公开(公告)号：CN117539239A
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202311184319.X
申请日：2023-09-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种基于元学习的无人艇轨迹跟踪控制器结构及控制方法，涉及无人艇轨迹跟踪控制技术领域，结构包括运动学控制器、动力学控制器、元学习预估器、学习的基函数和c个环境条件数据集；所述动力学控制器的输入端分别与运动学控制器、元学习预估器的输出端相连，所述动力学控制器的输出端分别与无人艇模型和c个环境条件数据集的输入端相连；所述元学习预估器的输入端分别与学习的基函数和无人艇模型的输出端相连，所述元学习预估器的输出端与所述动力学控制器的输入端相连；本发明用元学习技术精确刻画无人艇与环境交互过程中的复杂动态特征，形成有效的船舶模型特征和海洋环境特征知识表达，有效提高无人艇在不同环境下的适应性。
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公开(公告)号：CN117032031A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202311047769.4
申请日：2023-08-18
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明公开了一种模块化集成无人艇控制器硬件系统，应用于无人艇控制技术领域，本发明硬件系统包括飞控模块、树莓派模块、网桥模块、通信模块、电源模块、外设接口和开关部分；本发明采用模块化设计方法，将飞控模块外设接口进行独立PCB电路板设计；本发明利用PCB电路设计方法，把飞控模块外设接口PCB电路板接口同树莓派模块接口、网桥模块接口、通信模块接口、电源模块、外设接口、开关部分分区域设计主PCB电路板，以确保电路信号干扰小，硬件系统模块化集成度高；该硬件系统有效解决了无人艇内部控制线路复杂和组装维修困难的缺陷。
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公开(公告)号：CN116466701A
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202310199191.8
申请日：2023-03-03
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供了一种无人水面艇能耗最小轨迹规划方法，涉及无人水面艇运动规划技术领域，包括如下步骤：基于深度图像信息构建并更新无人水面艇目前所处环境下的三维占据栅格地图；构造带符号的欧式距离场；采用基于船舶运动学的A星算法，基于三维占据栅格地图进行前端路径点的搜索，得到路径点；采用直线对所述路径点进行曲线拟合，得到路径曲线基于欧式距离场，对针对速度、加速度、避障距离、曲线光滑度的无约束优化问题进行求解，得到避障的最优轨迹。本发明基于视觉信息进行无人艇的轨迹规划，可以对开放水域复杂环境下任意形状的障碍物进行避障避碰，无人艇可以根据周围障碍物环境做出实时局部规划。
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公开(公告)号：CN116227153A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310020911.X
申请日：2023-01-06
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种数据驱动扩张状态观测器，包括：自抗扰控制器、一阶非线性系统、扩张状态观测器、数据堆栈模块、数据驱动学习律模块、一阶滤波器；其中，数据驱动扩张状态观测器的工作原理为：给自抗扰控制器输入一个分段连续的速度参考信号，自抗扰控制器产生的速度信号与外部扰动同时作用于无人船系统，无人船状态信息、输出响应与通过一阶滤波器后保存到数据堆栈模块中，扩张状态观测器利用数据驱动学习律模块更新后的堆栈中的数据得到系统状态估计和集总扰动估计。本发明的技术方案解决了含未知内部不确定性、外部扰动和未知输入增益下的一阶非线性系统的扰动估计问题，实现了系统总扰动和控制输入增益的同时估计。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116107324A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202310211321.5
申请日：2023-03-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种基于多目标优化的无人水下航行器路径规划系统，包括获取无人水下航行器的航程集合并计算各个航程的航行距离；分别计算航行器在各段子航程的速度，根据各段子航程的距离与速度计算完成各段子航程所需的时间，根据完成各段子航程所需的时间之和计算航程时间；获取碍航物区域，构建量子自适应粒子群优化模型，根据航程时间、路径点与碍航物区域的位置关系设计惩罚函数，根据无人水下航行器的航程集合、量子自适应粒子群优化模型计算最优路径点集合；根据最优路径点集合对无人水下航行器之间是否出现碰撞进行判断，无人水下航行器根据判断结果进行航行。完成了航行时间最优目标下的三维路径规划，实现避障功能，提高了航行安全性。
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公开(公告)号：CN115032987A
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202210524822.4
申请日：2022-05-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于协同向量场的多无人艇同步路径跟踪系统，系统包括通信网络、N艘无人艇以及分别与N艘所述无人艇上控制连接的N个个体控制器，任意所述个体控制器包括预估器单元、自触发机制单元、向量场单元以及制导律单元，所述自触发机制单元包括触发开关，所述出发开关被设置为当触发开关处于闭合状态时，个体控制器能够进行通信和监听。本发明提出了基于协同向量场的多无人艇同步路径跟踪方法，在三维向量场设计中引入路径变量协调设计，从而实现同步编队。
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公开(公告)号：CN113178098B
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202110553575.6
申请日：2021-05-20
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种无人船事件触发分层协同控制系统，包括分布式事件触发状态观测模块、位置跟踪控制模块、通讯网络、无人船、目标船，分布式事件触发状态观测模块用于对相邻无人船进行实时监测，当邻居船的位置信息更新后，触发无人船对目标船的位置和速度信息进行观测，包括第一事件触发单元、分布式观测单元，位置跟踪控制模块用于对目标船的位置、角度和速度跟踪误差进行估计，触发无人船对目标船进行跟踪，包括跟踪控制单元、第三事件触发单元、降阶分布式观测单元，将分布式观测单元与跟踪控制单元分层设计，实现了各层之间的独立，通过各层的协作，有效降低了多无人船目标跟踪问题的复杂度，提高了多无人船目标跟踪控制系统的扩展性。
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公开(公告)号：CN119831218A
公开(公告)日：2025-04-15
申请号：CN202411843055.9
申请日：2024-12-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06Q10/0631 , G06F18/23
Abstract: 本发明一种面向海上救援的欠驱动无人艇分布式多任务分配方法，包括以下步骤：基于海上落水人员位置信息，采用贪心策略的最近邻聚类算法进行聚类分组、任务簇包构建，以搜救距离最短为约束条件构建海上无人艇救援任务的目标分配问题的目标函数和时间满意度最优为救援目标；采用聚类共识的一致性包算法对海上无人艇救援任务的目标分配问的目标函数进行求解，实现搭载多艘搜救无人艇的多个海上搜救无人艇的任务分配。相较于现有的无人艇任务分配方法，本发明设计的分配方法充分考虑了无人艇的欠驱动特性所导致的运动学约束问题，使得分配结果更接近于无人艇至目标点的路径距离，从而提高了任务的可执行性。
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公开(公告)号：CN119414844A
公开(公告)日：2025-02-11
申请号：CN202411542527.7
申请日：2024-10-31
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种分布式有限时间无人船数据驱动航向一致性控制方法，包括：构建无人船系统每个跟随者的动态模型；选取有限时间预设性能函数并获取预设性能约束参数；根据模糊逻辑系统、无人船系统每个跟随者的动态模型和数据堆栈中保存的数据构建数据驱动模糊预估器；构建二阶非线性跟踪微分器；根据动态模型、预设性能函数、预设性能约束参数、数据驱动模糊预估器和二阶非线性跟踪微分器构建分布式有限时间一致性控制器并结合模糊逻辑系统、滤波器等参数得到分布式有限时间无人船数据驱动航向一致性控制器，实现无人船航向一致性控制；本发明能够有效抑制同步误差的超调，提高系统的暂态和稳态性能，实现快速响应、控制效果且更符合实际应用。
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