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公开(公告)号：CN108490961A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810243237.0
申请日：2018-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 本发明提供一种多AUV动态圆弧编队控制方法，是一种在已知路径下的多自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)动态圆弧编队控制策略，属于船舶控制技术领域。本发明提出了一种新的实现多AUV圆弧编队控制策略，将领航者与跟随者的位姿关系分为相对于坐标轴原点的距离与角度关系，构建姿态角、艏向角、速度误差模型，通过PID控制器控制编队中每个AUV实现圆弧编队运动；跟随者实时接收且只需接收领航者的位姿信息，减少了AUV在多种信息通讯时出现的延时、丢失等不利现象，增强了编队控制的稳定可靠性。
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公开(公告)号：CN107622348A
公开(公告)日：2018-01-23
申请号：CN201710837778.1
申请日：2017-09-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06Q10/06
Abstract: 本发明涉及任务顺序约束下的异构多AUV系统任务协调方法、多AUV系统主要由水面工作台和具有不同功能的AUV组成、水面工作台负责系统数据的处理、任务分配的优化、任务指令的下达。不同功能的AUV主要负责接收任务指令，前往任务海域执行不同的任务。本发明中，主要针对实际应用中某些需要固定执行顺序的任务，以最短完成时间为目标对AUV的任务分配进行优化，得到较优的任务分配方案。本发明通过实时性的不断对现有的变化的待执行任务进行反复优化，不断保证任务分配方案在当前情况最优。
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公开(公告)号：CN108594834B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201810243290.0
申请日：2018-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开一种面向未知环境下多AUV自适应目标搜索和避障方法，适用于未知复杂水下环境下的多AUV的目标搜索。本发明主要分为三种模式：有目标模式，根据感知外界的目标信息，动态实时预测实现自适应搜索；无目标模式，利用分区域策略实现全区域覆盖搜索和协同规划任务；避障模式，基于改进的动态窗口法实时避开障碍威胁。本发明根据不同的水下环境信息，通过三种模式间交替切换执行方式，执行多AUV的目标搜索任务，能够应对未知水下的不确定信息，保障目标状态信息的可信区间，具有环境适应性和搜索高效性。
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公开(公告)号：CN108490961B
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN201810243237.0
申请日：2018-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供一种多AUV动态圆弧编队控制方法，是一种在已知路径下的多自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)动态圆弧编队控制策略，属于船舶控制技术领域。本发明提出了一种新的实现多AUV圆弧编队控制策略，将领航者与跟随者的位姿关系分为相对于坐标轴原点的距离与角度关系，构建姿态角、艏向角、速度误差模型，通过PID控制器控制编队中每个AUV实现圆弧编队运动；跟随者实时接收且只需接收领航者的位姿信息，减少了AUV在多种信息通讯时出现的延时、丢失等不利现象，增强了编队控制的稳定可靠性。
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公开(公告)号：CN108469828A
公开(公告)日：2018-08-31
申请号：CN201810243310.4
申请日：2018-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及一种改进人工势场优化算法的AUV航路规划方法，基于AUV自身特性，一般是在深海区域执行任务，AUV在航行过程中可能会和暗礁、沉船、鱼群等发生碰撞，未知环境的不安全性会对AUV的安全有很大的威胁，在海洋未知环境下，为了解决AUV在有障碍物的情况下无碰撞的完成任务，本发明引入新的斥力场函数，帮助AUV改进目标不可达的现象，引入任意的(0-π/2)旋转角度，帮助AUV逃离局部极小值的现象，将这二种方法结合在一起，对AUV的航路规划有很好的寻优性。这二处改进点综合提高了算法的寻优性和鲁棒性，降低算法的复杂性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108594845A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810243212.0
申请日：2018-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明涉及一种通信限制下基于预测控制的多AUV编队方法，该发明基于逻辑通信的控制策略设计预测控制器，适用于存在弱通信约束下，包括数据包丢失和通信时延时，多AUV的编队控制。本发明主要包括：单个AUV的路径跟踪控制器的设计，通信条件理想时多AUV编队控制，存在弱通信约束时基于逻辑通信预测控制器的设计。本方法在编队过程中不需要AUV间进行大量的信息交换，本发明使得多AUV在弱通信约束下仍可以形成并保持期望队形，方法比较简单，应用范围广。
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公开(公告)号：CN107728639A
公开(公告)日：2018-02-23
申请号：CN201710805763.7
申请日：2017-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种时间窗约束下的异构多AUV系统任务协调方法，属于多AUV的任务协调领域。本发明利用对AUV、海域、任务类型编码，得到基本的Auv_Mission参数矩阵；根据起点向量和终点矩阵计算所有可能路径的状态转移概率P；根据状态转移概率使用轮盘赌法选择下一条路径；通过蚁群算法进行优化并记录所有走过的路径及每个任务前的等待时间，并求得的每个AUV的任务最佳分配方案及执行顺序；通过将多个可能具有不同功能，不同性能的AUV合理分配这些子任务，以实现该群体的工作效率处于最高，从而通过共同分工与协作完成整个复杂的任务。
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公开(公告)号：CN107728639B
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN201710805763.7
申请日：2017-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种时间窗约束下的异构多AUV系统任务协调方法，属于多AUV的任务协调领域。本发明利用对AUV、海域、任务类型编码，得到基本的Auv_Mission参数矩阵；根据起点向量和终点矩阵计算所有可能路径的状态转移概率P；根据状态转移概率使用轮盘赌法选择下一条路径；通过蚁群算法进行优化并记录所有走过的路径及每个任务前的等待时间，并求得的每个AUV的任务最佳分配方案及执行顺序；通过将多个可能具有不同功能，不同性能的AUV合理分配这些子任务，以实现该群体的工作效率处于最高，从而通过共同分工与协作完成整个复杂的任务。
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公开(公告)号：CN108594846A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810243220.5
申请日：2018-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供一种障碍环境下多AUV编队队形优化控制方法，属于船舶控制技术领域。本发明基于视距导航法建立路径跟踪误差模型，采用反馈线性法设计路径跟踪控制器，利用图论建立多AUV间通信拓扑关系和协调误差模型，设计速度协调控制器，实现编队控制，针对障碍环境，设计了考虑环境约束队形优化避障策略，通过对环境适应度函数求解获得最优编队拓扑结构，保证编队可以在障碍环境中以最优队形通过此区域。
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公开(公告)号：CN108594834A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810243290.0
申请日：2018-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 本发明公开一种面向未知环境下多AUV自适应目标搜索和避障方法，适用于未知复杂水下环境下的多AUV的目标搜索。本发明主要分为三种模式：有目标模式，根据感知外界的目标信息，动态实时预测实现自适应搜索；无目标模式，利用分区域策略实现全区域覆盖搜索和协同规划任务；避障模式，基于改进的动态窗口法实时避开障碍威胁。本发明根据不同的水下环境信息，通过三种模式间交替切换执行方式，执行多AUV的目标搜索任务，能够应对未知水下的不确定信息，保障目标状态信息的可信区间，具有环境适应性和搜索高效性。
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