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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：CN115617039B
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202211121621.6
申请日：2022-09-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种基于事件触发的分布式仿射无人艇编队控制器构建方法和无人艇编队控制方法，涉及一种分布式控制与仿射编队方法相结合的编队控制器，以及一种动态事件触发机制，属于无人艇控制技术领域，本发明为解决无人艇编队任务中存在的队形固定以及缺乏灵活性的问题，本发明提供的技术方案为：根据待编队的无人艇编队模型定义编队队形和应力矩阵；根据定义的编队队形，设计无人艇编队的分布式仿射变换艏向跟踪控制器；根据应力矩阵的性质，设计无人艇编队的分布式仿射变换位置跟踪控制器；并设计了无人艇编队控制方法，本发明适合应用于无人艇编队控制技术领域。
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公开(公告)号：CN114047744B
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202111050090.1
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于采样通信的自适应反步滑模多无人艇编队控制方法，包括：建立无人船控制系统的运动学和动力学模型；基于运动学和动力学模型搭建基于采样通信的无人船编队协同控制器，并进行稳定分析；基于无人船编队协同控制器，设计自适应反步控制底层；基于自适应反步控制底层，设计跟踪控制子系统的运动学控制器；基于自适应反步控制底层，设计编队控制子系统的动力学控制器；根据Lyapunov稳定性定理，分析自适应反步控制底层的稳定性。该方法采用多个无人艇进行协作实现任务的分担，降低对单个机器人的性能要求，也可有效地克服单个无人艇运载能力不足问题，同时大大提高任务完成的可靠性，且具有更高的容错性、鲁棒性、适应性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113848887A
公开(公告)日：2021-12-28
申请号：CN202111050187.2
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明是一种基于MLP方法的欠驱动无人艇轨迹跟踪控制方法。进行欠驱动水面无人艇的建模，得到USV运动学模型；采用径向基函数神经网络来近似未建模的动力学函数，进行模型动力学转换；进行欠驱动动力学的模型转换，将USV跟踪误差系统扩展为三阶，以实现交叉跟踪动力学的相对度；转换USV集成鲁棒有限时间控制器，进行有限时间USV轨迹跟踪；进行稳定性分析。数值仿真结果表明，该控制器不仅具有良好的跟踪精度，而且具有良好的抗干扰能力。
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公开(公告)号：CN113835338A
公开(公告)日：2021-12-24
申请号：CN202111049350.3
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 基于积分滑模的欠驱动无人艇的有限时间跟踪控制方法及装置,属于无人艇轨迹跟踪控制技术领域。目前欠驱动无人艇传统的反步设计过于复杂，传统的PID控制难以有效控制船舶跟踪。跟踪控制方法包括建立基于无人艇模型转换得到的高阶欠驱动无人艇动力学模型；根据所述高阶欠驱动无人艇动力学模型，设计的有限时间积分滑模控制器；根据所述高阶欠驱动无人艇动力学模型、所述有限时间积分滑模控制器，设计有限时间跟踪控制器并设计自适应律消除外界干扰不确定性。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，避开了反步设计，有效降低了计算量；设计积分滑模控制器在外界干扰等情况下依然拥有良好的跟踪精度和快速响应能力。
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公开(公告)号：CN113835338B
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202111049350.3
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 基于积分滑模的欠驱动无人艇的有限时间跟踪控制方法及装置,属于无人艇轨迹跟踪控制技术领域。目前欠驱动无人艇传统的反步设计过于复杂，传统的PID控制难以有效控制船舶跟踪。跟踪控制方法包括建立基于无人艇模型转换得到的高阶欠驱动无人艇动力学模型；根据所述高阶欠驱动无人艇动力学模型，设计的有限时间积分滑模控制器；根据所述高阶欠驱动无人艇动力学模型、所述有限时间积分滑模控制器，设计有限时间跟踪控制器并设计自适应律消除外界干扰不确定性。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，避开了反步设计，有效降低了计算量；设计积分滑模控制器在外界干扰等情况下依然拥有良好的跟踪精度和快速响应能力。
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公开(公告)号：CN115933631A
公开(公告)日：2023-04-07
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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公开(公告)号：CN110398250B
公开(公告)日：2022-01-11
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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