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公开(公告)号：CN112099527A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010978134.6
申请日：2020-09-17
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种垂直起降无人机在移动平台上自主着陆的控制方法及系统，该方法首先建立垂直起降无人机和移动平台的相对运动学模型，估计出移动平台相对其自身的精确三维位置和姿态，之后采用预定性能规范误差变换方法及基于该方法的反演控制方法实现垂直起降无人机在移动平台上自主着陆。基于误差变换的反演控制方法有效解决其他反演控制方法中“组合爆炸”的问题，保证输出误差沿绝对衰减时间函数收敛到预定义的残差集，并且最大过冲低于预定水平。该系统包含垂直起降无人机、单目视觉装置、自主着陆控制模块、AprilTag视觉基准系统、移动平台，通过最少的传感器与低复杂度的控制方法使得垂直起降无人机载荷低，自主着陆的机动性强。
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公开(公告)号：CN112099505A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010979689.2
申请日：2020-09-17
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种低复杂度的移动机器人视觉伺服编队控制方法，该方法首先根据领航者和跟随者之间的相对运动学模型得到图像空间中的相对视觉运动学模型，之后对相对视觉运动学模型进行视觉特征向量转换，得到解耦视觉运动学模型，接着对图像误差向量进行包含预定性能规范误差变换，最后设计出跟随者的角速度和线速度，进而得到基于跟随者角速度和线速度的控制律，实现跟随者对领航者的跟踪控制。本发明设计的控制器的计算量小，不需要机器人之间的相对角度、距离、领航者的速度以及特征点的深度信息。所有需要的信息都从图像上获取，从而减少对额外传感器的依赖，大大提高了系统的自主性。
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公开(公告)号：CN103381603B
公开(公告)日：2015-10-07
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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公开(公告)号：CN119088082A
公开(公告)日：2024-12-06
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：CN114153228B
公开(公告)日：2024-04-16
申请号：CN202111447691.6
申请日：2021-11-30
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种有向交互拓扑下无速度测量的四旋翼编队控制方法，包括根据领航者‑跟随者架构建立多四旋翼无人机系统模型；使用有向图来描述领航者与跟随者之间的交互拓扑；基于二阶滤波辅助系统设计了有向拓扑下无需线速度的位置控制算法得到每个四旋翼的输入推力；基于旋转矩阵开发了无需角速度的几何姿态控制器得到每个四旋翼的输入力矩；根据每个四旋翼的输入推力和每个四旋翼的输入力矩控制有向交互拓扑下无速度测量的四旋翼编队。有效降低四旋翼无人机对通信资源的需求，并且消除了对四旋翼无人机的线/角速度测量的要求，降低了传感器的成本，而且提高了传感器失效时的可靠性，促进了低成本四旋翼无人机编队控制的可行性和鲁棒性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116753963A
公开(公告)日：2023-09-15
申请号：CN202311032737.7
申请日：2023-08-16
Applicant: 湖南大学
IPC: G01C21/20 , G01C21/00 , G01C22/00 , G01S5/02 , H04W4/029 , H04W4/33 , H04W64/00 , G06F17/12 , G06F17/18
Abstract: 本发明公开了一种基于信赖域算法的室内移动机器人定位方法，包括：在初始化阶段，先通过多组里程计数据和UWB测距值构建最小二乘优化问题及对应的误差函数；再通过图优化的方法求解最小二乘优化问题，得出移动机器人当前时刻在全局坐标系下的最优坐标，作为后续跟踪步骤的初值；在跟踪阶段，通过里程计增量数据和最优坐标对UWB的测距值进行卡尔曼滤波预处理，获取最优距离值；结合最优距离值通过信赖域算法求解移动机器人的最优坐标，实现对机器人的持续鲁棒跟踪。通过图优化的方法求解移动机器人的初始全局坐标，提高了定位系统的初值精度，通过卡尔曼滤波和信赖域算法，提高了移动机器人在全局坐标下定位的精度，提高了定位系统的可用性。
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公开(公告)号：CN115615421A
公开(公告)日：2023-01-17
申请号：CN202211295353.X
申请日：2022-10-21
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于双目视觉惯性里程计的无人机定位方法及系统，通过双目相机采集周围环境图像，得到双目图像，飞控上的惯性测量单元采集IMU数据，将双目图像和IMU数据进行时间和空间同步；根据环境选择对应的图像质量检测方法进行检测，将满足环境要求的双目图像传输给双目视觉前端；双目视觉前端对双目图像提取Fast特征点，通过KLT光流算法进行跟踪，得到有效Fast特征点对，并将其传输给等变滤波器后端；等变滤波器后端利用IMU数据进行预测，得到无人机位姿，使用Fast特征点对更新无人机的位姿，得到更新后的无人机位姿。本发明中的定位方法能够在各种复杂环境下保证定位精度，并具有较快的效率和较好的扩展性。
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公开(公告)号：CN112767546B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202110091006.4
申请日：2021-01-22
Applicant: 湖南大学
IPC: G06T17/05
Abstract: 本发明公开了一种移动机器人基于双目图像的视觉地图生成方法，具体根据双目序列图片的视觉特征，将相关图像进行视觉匹配并且检测回环，同时，为了更好地恢复场景尺度，充分利用双目的基线约束，改进点云的参数化表达方式，设计了一种针对双目相机设计的建图初始化算法，增量算法以及对应的全局平滑调整过程。本发明的方法相比现有的双目建图方法，速度更快，复杂度更低，相比基于SLAM的建图算法，地图漂移更小，而且更具备场景鲁棒性，增强了复杂环境的适应能力，满足现有机器人场景构图需求，同时具备高度可扩展性，能够结合SLAM的输出结果加速整个建图环节步骤，同时可以进一步增强鲁棒性。
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公开(公告)号：CN114115248A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111338079.5
申请日：2021-11-12
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种仓储环境下多机器人协同运输方法及系统，在仓储环境中，利用激光SLAM技术建图得到全局灰度地图；经过数据处理程序得到占用地图；遍历机器人任务列表，通过CA*算法依次为每个机器人规划移动路径；并利用PID算法计算出相邻两个路径节点之间移动所需的角速度与线速度；建立固定的时间跨度，限制机器人在相邻两个路径节点之间的移动时间；最后多机器人接收运动参数(前述角速度与线速度)实现运输任务。本发明提高了物流运输集成度，将仓储环境中多机器人的建图、规划、控制一体化，增强了建图技术，同时改进了控制方法，建立了固定时间跨度约束机器人行为，克服了在传统控制方法下产生的路径偏差，从而避免了碰撞事故。
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公开(公告)号：CN113031603A
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN202110242742.5
申请日：2021-03-05
Applicant: 湖南大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供了一种基于任务优先级的多物流机器人协同路径规划方法包括如下步骤：步骤S1、输入仓库地图和物流任务列表；步骤S2、计算任务列表中每项任务的优先级：遍历任务列表，根据当前货物的时效等级及当前AGV的剩余电量，计算每项任务的优先级；步骤S3、按优先级降序排序生成有序任务列表，使用改进CA*算法遍历有序任务列表，依次为每项任务规划可行路径，并输出所有任务路径。本发明采用改进CA*算法，在多机冲突时引入机器人原地等待行为，避免了优先级较低机器人的非必要绕路行为，能够在执行仓储系统物流任务时节省资源、提高效率。
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