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公开(公告)号：CN108459602B
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN201810165108.4
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊方法，属于水面无人艇局部动态靠泊规划领域。包括：计算目标泊位的一级引导点，二级引导点；判断无人艇是否到达一级引导点，二级引导点；计算无人艇当前位置与目标泊位间的距离；结合LOS视线法计算当前无人艇的靠泊约束集；计算当前无人艇与周围障碍物的最短碰撞时间；计算当前情况下无人艇的椭圆碰撞锥；利用基于COLREGS的多障碍启发式算法，选择无人艇速度矢量；计算无人艇下一时刻的位置。在传统速度障碍法中加入多级目标引导和靠泊约束集，成功实现多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊，充分考虑了无人艇自身动力学、运动学和目标泊位的约束特性，使无人艇在自主靠泊中遵守海事规则。
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公开(公告)号：CN108267955B
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN201810044826.6
申请日：2018-01-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了面向无人艇自主靠泊的运动控制方法，属于无人艇自主靠泊运动控制领域。步骤为：根据无人艇当前的靠泊状态确定当前控制系统模式；获取当前无人艇的实际速度或航向，获得航向或航速的控制偏差和偏差变化率；将其作为模糊控制器输入，结合当前控制系统模式选择合适的控制参数变化量并更新控制参数；将e(t)作为控制器输入，由控制器输出期望控制指令传递给执行器。本发明在传统PID控制器上进行改进，将控制器分成了两种模式——远端模式和近岸模式，加入自适应模糊控制规则，使其根据靠泊行为改变进行控制参数的动态自适应调整，解决欠驱动无人艇自主靠岸时的弱机动，大扰动以及强岸壁效应等影响下的运动控制难题。
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公开(公告)号：CN108267955A
公开(公告)日：2018-07-10
申请号：CN201810044826.6
申请日：2018-01-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了面向无人艇自主靠泊的运动控制方法，属于无人艇自主靠泊运动控制领域。步骤为：根据无人艇当前的靠泊状态确定当前控制系统模式；获取当前无人艇的实际速度或航向，获得航向或航速的控制偏差和偏差变化率；将其作为模糊控制器输入，结合当前控制系统模式选择合适的控制参数变化量并更新控制参数；将e(t)作为控制器输入，由控制器输出期望控制指令传递给执行器。本发明在传统PID控制器上进行改进，将控制器分成了两种模式——远端模式和近岸模式，加入自适应模糊控制规则，使其根据靠泊行为改变进行控制参数的动态自适应调整，解决欠驱动无人艇自主靠岸时的弱机动，大扰动以及强岸壁效应等影响下的运动控制难题。
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公开(公告)号：CN108227483A
公开(公告)日：2018-06-29
申请号：CN201810010198.X
申请日：2018-01-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明提供的是一种海洋运载器用PD型紧格式无模型自适应航速控制方法。向海洋运载器下达期望航速指令即，利用罗经测得船舶当前的实际航速，计算航速误差绝对值，作为PD型CFDL_MFAC控制器的输入，并由控制器解算出期望指令，海洋运载器推进机构接收并执行期望指令，从而改变海洋运载器航速，通过海洋运载器上搭载的磁罗经测得下一时刻海洋运载器航速，并与期望航速做差并取绝对值，并作为PD型CFDL_MFAC控制器下一时刻的输入。同时考虑到环境干扰对海洋运载器航速的影响，重复上述过程直到海洋运载器实际航速稳定收敛到期望航速。本发明对海洋运载器航速的动态演变具有预测作用，降低航速控制系统的超调量及稳态调节耗时。
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公开(公告)号：CN108563113A
公开(公告)日：2018-09-21
申请号：CN201810602151.2
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/02
CPC classification number: G05B13/024
Abstract: 本发明提供一种舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法，本发明中控制系统采用外环导航控制器和内环角速度控制器的组合方式，外环导航控制器计算期望转艏角速度，内环MFAC角速度控制器完成角速度控制，间接实现航向控制的目的。实际应用中，角速度传感器噪声大，本发明利用控制系统历史输入输出数据进行角速度预测，通过卡尔曼滤波器对角速度数据滤波，作为内环角速度控制器的反馈输入，抑制角速度传感器的噪声，有效提高实际应用中的控制效果。本发明将MFAC控制理论引入舰船艏向控制领域，借助MFAC理论独特的自适应性及在线数据驱动优点，本发明提供的舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法具有较强的自适应性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108375899A
公开(公告)日：2018-08-07
申请号：CN201810085117.2
申请日：2018-01-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B9/03
CPC classification number: G05B9/03
Abstract: 一种高可靠性波浪滑翔器控制系统，包括主控计算机，备用计算机，切换模块，外围设备，属于波浪滑翔器控制领域。主控计算机与备用计算机之间存在通信连接。控制系统具有主控计算机处理模式和备用计算机处理模式两种工作模式，由备用计算机根据主控计算机是否正常运行进行自动切换。该控制系统还具有集成气象站GPS位置信息故障诊断与替代功能，由当前控制计算机根据集成气象站GPS航速信息自动诊断与替代。本发明提供的高可靠性波浪滑翔器控制系统具有可靠性高，结构简单，易于开发的优点，能有效提高波浪滑翔器生命力，降低其失联、失踪的风险。
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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：CN108520089A
公开(公告)日：2018-09-11
申请号：CN201810165097.X
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 柔性连接的波浪滑翔器运动预测方法，具体步骤如下：(1)获取舵角信息(2)计算潜体受到的作用力(3)计算潜体受到的柔链拉力；(4)判断潜体受到垂向柔链拉力的方向，若为竖直向上，则返回(2)，若为竖直向下或为零，则存储当前时刻状态信息作为(5)初始状态，进入(5)；(6)计算浮体与潜体的距离，若距离小于柔链长度，则返回(5)；若距离大于柔链长度，则存储当前时刻状态信息作为(1)初始状态，返回(1)；若距离等于柔链长度，则进入(7)；(7)判断浮体与潜体相对运动趋势，若为相互靠近或在二者连线方向相对静止，则返回(5)；若为相互远离，则存储当前时刻状态信息作为1)初始状态，返回(1)。
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公开(公告)号：CN107544500A
公开(公告)日：2018-01-05
申请号：CN201710839806.3
申请日：2017-09-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种考虑约束的无人艇靠泊行为轨迹规划方法，远端规划：1计算当前的期望艏向；2对期望艏向进行近障碍前瞻补偿；3更新无人艇位置；4判断无人艇是否到达远端规划目标点，是则结束远端规划转入近岸规划阶段，否则返回步骤1。近岸规划：1计算出指向第ii的初始值为1个虚拟码头的期望路径；2计算无人艇距离目标码头的距离，为当前期望速度添加码头约束；3更新无人艇位置；4判断无人艇是否抵达第i个虚拟码头，是则转步骤5，否则返回步骤2；5判断第i个虚拟码头是否为目标码头，是则规划完毕程序结束，否则令i＝i+1，返回步骤1。本发明采用了改进人工势场法，为无人艇的自主靠泊控制问题提供便利。
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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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