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公开(公告)号：CN118502450B
公开(公告)日：2024-10-15
申请号：CN202410961423.3
申请日：2024-07-18
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明属于水上无人设备导航领域，公开了一种基于3D‑GA的水面无人艇回收路径规划方法及系统，基于经典遗传算法的思想提出了一种基于3D‑GA的水面无人艇回收路径规划算法，加入时间维度构建三维时空环境模型，以优化航路点生成和编码过程；以三维斜圆柱体形式来表现障碍物，引入补偿半径，提升实时性的同时增加了避障容错。改良遗传操作，引入精英保留策略和牺牲策略增加基因多样性，同时优化适应度函数和量化指标，提高了算法收敛速度。本发明解决了针对多任务目的传统回收规划算法评价指标单一的问题，提升了规划解的质量。
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公开(公告)号：CN117234217B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202311499564.X
申请日：2023-11-13
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明属于无人艇轨迹跟踪控制技术领域，公开了一种基于三维时空域的水面无人艇3D‑LOS轨迹跟踪制导方法及系统，引入时间维度T，将无人艇目标航迹视为三维时空曲线；选定前视球半径RT，以无人艇当前时空点为球心、RT为半径作球体；基于解析几何原理计算前视球面与目标航迹的交点，即为前视点；根据当前时间与前视点时间大小关系，将前视点分类为历史前视点和未来前视点两类；跟踪历史前视点的策略为以无人艇最高航速驶向历史前视点，跟踪未来前视点的策略为在实际航速限制下通过当前点与前视点所定空间矢量解算目标航向角与目标航速，
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公开(公告)号：CN118500414B
公开(公告)日：2024-10-18
申请号：CN202410954233.9
申请日：2024-07-17
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明公开了一种基于改进人工势场法的全局路径规划方法及系统，根据水域环境与静态障碍物位置构建二维水域坐标系，确定无人艇空间几何信息；将无人艇航向角自正左至正右均分n份，以无人艇为中心，考虑n+1个方向上静态障碍物的避障；根据改进的斥力函数计算斥力影响距离内障碍物产生的斥力，根据改进的引力函数计算目标点产生的引力；判断运动体到目标点直线方向上是否存在障碍物。若没有，将斥力大小设置为0；若有，计算斥力与引力的角度差是否符合要求范围；若不符合，则进行斥力方向和斥力系数的调整；否则，斥力函数不变；根据斥力与引力叠加的合力与无人艇动力学约束确定下一步速度大小与方向，直至无人艇到达目标点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117234217A
公开(公告)日：2023-12-15
申请号：CN202311499564.X
申请日：2023-11-13
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人艇轨迹跟踪控制技术领域，公开了一种基于三维时空域的水面无人艇3D‑LOS轨迹跟踪制导方法及系统，引入时间维度T，将无人艇目标航迹视为三维时空曲线；选定前视球半径RT，以无人艇当前时空点为球心、RT为半径作球体；基于解析几何原理计算前视球面与目标航迹的交点，即为前视点；根据当前时间与前视点时间大小关系，将前视点分类为历史前视点和未来前视点两类；跟踪历史前视点的策略为以无人艇最高航速驶向历史前视点，跟踪未来前视点的策略为在实际航速限制下通过当前点与前视点所定空间矢量解算目标航向角与目标航速，引导无人艇作航迹跟踪。本发明可以快速解算最佳目标航向和目标航速，提高航迹跟踪精度和纠偏能力。
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公开(公告)号：CN118518117B
公开(公告)日：2024-10-18
申请号：CN202410985791.1
申请日：2024-07-23
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于路径规划技术领域，公开了一种基于改进VO避障算法的局部路径规划方法及系统，根据水面环境信息构建运动坐标系，搭建相对运动模型；考虑运动体动力学约束和动态障碍物分布情况，划分出运动体相对速度碰撞区域，将无关区域从碰撞性中排除，简化了避碰流程；提出了一种创新的避碰识别函数，将障碍物附近区域分为急停区、VO避障区和安全区，准确预测运动体下一时刻的最优行为；针对多个动态障碍物分布复杂和速度不一致的问题，通过确定运动体绝对速度碰撞区域，实现同时对多个动态障碍物的高效避障，提高了算法的适用性。本发明解决了运动体动力学约束、避碰范围界定以及避碰起止时刻确定的问题，提高了路径规划的效率和准确性。
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公开(公告)号：CN118518117A
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202410985791.1
申请日：2024-07-23
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于路径规划技术领域，公开了一种基于改进VO避障算法的局部路径规划方法及系统，根据水面环境信息构建运动坐标系，搭建相对运动模型；考虑运动体动力学约束和动态障碍物分布情况，划分出运动体相对速度碰撞区域，将无关区域从碰撞性中排除，简化了避碰流程；提出了一种创新的避碰识别函数，将障碍物附近区域分为急停区、VO避障区和安全区，准确预测运动体下一时刻的最优行为；针对多个动态障碍物分布复杂和速度不一致的问题，通过确定运动体绝对速度碰撞区域，实现同时对多个动态障碍物的高效避障，提高了算法的适用性。本发明解决了运动体动力学约束、避碰范围界定以及避碰起止时刻确定的问题，提高了路径规划的效率和准确性。
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公开(公告)号：CN118502450A
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202410961423.3
申请日：2024-07-18
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明属于水上无人设备导航领域，公开了一种基于3D‑GA的水面无人艇回收路径规划方法及系统，基于经典遗传算法的思想提出了一种基于3D‑GA的水面无人艇回收路径规划算法，加入时间维度构建三维时空环境模型，以优化航路点生成和编码过程；以三维斜圆柱体形式来表现障碍物，引入补偿半径，提升实时性的同时增加了避障容错。改良遗传操作，引入精英保留策略和牺牲策略增加基因多样性，同时优化适应度函数和量化指标，提高了算法收敛速度。本发明解决了针对多任务目的传统回收规划算法评价指标单一的问题，提升了规划解的质量。
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公开(公告)号：CN118500414A
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202410954233.9
申请日：2024-07-17
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明公开了一种基于改进人工势场法的全局路径规划方法及系统，根据水域环境与静态障碍物位置构建二维水域坐标系，确定无人艇空间几何信息；将无人艇航向角自正左至正右均分n份，以无人艇为中心，考虑n+1个方向上静态障碍物的避障；根据改进的斥力函数计算斥力影响距离内障碍物产生的斥力，根据改进的引力函数计算目标点产生的引力；判断运动体到目标点直线方向上是否存在障碍物。若没有，将斥力大小设置为0；若有，计算斥力与引力的角度差是否符合要求范围；若不符合，则进行斥力方向和斥力系数的调整；否则，斥力函数不变；根据斥力与引力叠加的合力与无人艇动力学约束确定下一步速度大小与方向，直至无人艇到达目标点。
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