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公开(公告)号：CN110398250A
公开(公告)日：2019-11-01
申请号：CN201910743186.2
申请日：2019-08-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种无人艇全局路径规划方法。主要步骤包括：(1)获取无人艇运动状态信息和环境感知信息；(2)建立感知环境模型；(3)采用K近邻学习算法对环境栅格进行危险度预测；(4)采用改进A*算法进行路径搜索。本发明针对水面无人艇在实际航行过程中的安全性要求，在建立路径规划环境模型时，采用K近邻算法对水面无人艇所处环境中的危险区域进行预测，同时，在采用A*算法进行路径搜索时，在其估价函数中引入安全代价，确保规划路径的安全性。
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公开(公告)号：CN109992894A
公开(公告)日：2019-07-09
申请号：CN201910264061.1
申请日：2019-04-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明提供一种考虑感知信息误差的无人艇局部环境建模方法，获取无人艇运动状态信息和环境感知信息，对获取的环境感知信息进行处理，建立环境模型中的障碍物更新机制；依据障碍物出现的概率，决定其在环境模型中的标识与剔除，建立感知环境模型，对于环境的表示，采用便捷高效的栅格法。本发明考虑水面无人艇在实际航行过程中感知信息存在的误差，通过对无人艇获取的瞬时障碍物进行筛选，将大概率出现的较准确的障碍物位置标识在环境模型中，剔除了由于感知误差而误产生的障碍物点，提高了无人艇在实际航行过程中路径规划的稳定性和准确性，对于无人艇在实际情况下处于障碍物较多且较小的复杂环境中的精确路径规划有重要作用。
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公开(公告)号：CN110222632A
公开(公告)日：2019-09-10
申请号：CN201910480821.2
申请日：2019-06-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06K9/00
Abstract: 本发明公开一种灰色预测辅助区域建议的水面目标检测方法，属于智能无人船舶领域。本发明包括：首先，利用已训练好的模型检测到水面目标；然后，利用连续视频帧中的水面目标位置信息进行灰色预测；接着，运用灰色预测的结果对神经网络的区域建议进行反馈和引导；最后，通过上一步得到的更加准确的区域建议结果识别新入视频帧中的水面目标。本发明能够通过简化神经网络结构和提出更精确的区域建议来提升水面目标识别的准确率和速度。
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公开(公告)号：CN109444911A
公开(公告)日：2019-03-08
申请号：CN201811217208.3
申请日：2018-10-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于智能无人智慧船舶领域，具体涉及一种单目相机和激光雷达信息融合的无人艇水面目标检测识别与定位方法。针对无人艇对水面目标检测识别及定位受距离、目标波动的影响，本发明融合激光雷达和相机对感知范围内的目标进行准确检测识别及定位。首先利用采集到的水面目标图像训练基于神经网络的目标检测识别模型；然后激光雷达使用条件移除滤波器和欧氏聚类得到水面目标在世界坐标系下的位置；最后，设计了相机图片信息和激光雷达点云信息融合方法，使其对不确定性因素具有较高的鲁棒性。本发明能够使无人艇具备对水面目标准确检测识别定位的能力，为无人艇的目标跟踪，路径规划和自主航行提供良好的环境感知，应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN115933631B
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202211119345.X
申请日：2022-09-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本申请公开了一种应用于欠驱动无人艇的编队控制器构建方法及装置，属于无人艇控制领域，其中，编队控制器构建方法包括：基于图论技术、仿射变换技术以及应力矩阵技术设计欠驱动无人艇编队队形，基于该欠驱动无人艇编队队形建立无人艇系统数学模型，并对其输出进行状态转换，基于动态事件触发机制设计编队控制器。本申请公开的编队控制器构建方法及装置可以在有向通信图下实现包括平移、旋转、缩放以及这些变换的组合，增加了编队的灵活性，且在欠驱动系统处于不同状态时能够自适应调整事件触发阈值，同时降低了各艘无人艇间的通信频率，避免了因系统连续性通信模式而导致过度消耗通信资源的情况。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109444911B
公开(公告)日：2023-05-05
申请号：CN201811217208.3
申请日：2018-10-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于智能无人智慧船舶领域，具体涉及一种单目相机和激光雷达信息融合的无人艇水面目标检测识别与定位方法。针对无人艇对水面目标检测识别及定位受距离、目标波动的影响，本发明融合激光雷达和相机对感知范围内的目标进行准确检测识别及定位。首先利用采集到的水面目标图像训练基于神经网络的目标检测识别模型；然后激光雷达使用条件移除滤波器和欧氏聚类得到水面目标在世界坐标系下的位置；最后，设计了相机图片信息和激光雷达点云信息融合方法，使其对不确定性因素具有较高的鲁棒性。本发明能够使无人艇具备对水面目标准确检测识别定位的能力，为无人艇的目标跟踪，路径规划和自主航行提供良好的环境感知，应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN110110797B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN201910392717.8
申请日：2019-05-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于多传感器融合的水面目标训练集自动采集方法，首先，对水面激光雷达点云进行滤波和K‑Means聚类处理，得到稳定的水面目标点云簇；然后，通过激光雷达点云帧与单目相机视频帧的时间戳匹配，利用张正友标定法建立的2D‑3D投影关系，实现点云与图像的像素级匹配；最后，使用得到的水面深度图像信息，进行水面训练集的标注。这种方法是首次提出的利用多传感器信息融合的针对水面目标训练集自动采集任务的方法，具有实时性好和可靠性高的特点；采用条件滤波与卡尔曼滤波，使得该方法对于风浪、水面数据采集平台颠簸、水面杂波等不利情形具有较高的鲁棒性，采用时间戳匹配的方法可以有效避免传感器频率不同带来的系统误差。
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公开(公告)号：CN109992894B
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN201910264061.1
申请日：2019-04-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/20
Abstract: 本发明提供一种考虑感知信息误差的无人艇局部环境建模方法，获取无人艇运动状态信息和环境感知信息，对获取的环境感知信息进行处理，建立环境模型中的障碍物更新机制；依据障碍物出现的概率，决定其在环境模型中的标识与剔除，建立感知环境模型，对于环境的表示，采用便捷高效的栅格法。本发明考虑水面无人艇在实际航行过程中感知信息存在的误差，通过对无人艇获取的瞬时障碍物进行筛选，将大概率出现的较准确的障碍物位置标识在环境模型中，剔除了由于感知误差而误产生的障碍物点，提高了无人艇在实际航行过程中路径规划的稳定性和准确性，对于无人艇在实际情况下处于障碍物较多且较小的复杂环境中的精确路径规划有重要作用。
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公开(公告)号：CN108983774A
公开(公告)日：2018-12-11
申请号：CN201810778764.1
申请日：2018-07-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于模糊状态观测器的单喷泵推进无人水面艇自适应航向控制方法，属于无人水面艇运动控制技术领域；本发明包括：(1)获取无人水面艇运动状态信息；(2)获取无人水面艇的航向指令信息；(3)自适应跟踪无人水面艇内外环境干扰；(4)借鉴残差分析思想对环境干扰力进行预估；(5)消除时间滞后对干扰力作用判断的影响。本发明针对喷水推进方式的无人滑行艇设计的模型导向型航向控制方法存在实际应用困难的弱点及未考虑推进装置的实际工作特性的问题进行了改进，得到了一种面向工程应用的自适应单喷泵推进无人水面艇航向控制方法，对单喷泵机械安装误差和环境干扰等不利因素具有自适应特性。
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公开(公告)号：CN110308719B
公开(公告)日：2022-02-22
申请号：CN201910436861.7
申请日：2019-07-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇路径跟踪控制方法，通过当前无人艇运动的状态信息、位置坐标信息，进行路径点的离散并根据点更新机制进行目标点的更新；通过状态信息进行航向规划，计算当前目标点的视线角视线余角横侧偏差SE、视线补偿量并求得当前航向误差根据航向规划信息，进行航向控制，计算控制器输出力矩Np，根据规划航速和海况估算推进器推力Xp；对输出推力Xp、输出力矩Np进行推力分配，求得各推进器的执行信号，并控制推进器执行指令动作。本发明使得无人艇可以跟踪曲线路径，保证了路径跟踪的快速性以及稳定性，在风浪存在的条件下大大避免了侧漂的发生，实现了对航速较为准确的控制，对于无人艇的路径跟踪控制有重要的作用。
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