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公开(公告)号：CN117519136B
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202311372132.2
申请日：2023-10-21
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种考虑大曲率转弯的无人艇路径跟踪方法，包括：首先，建立无人艇的运动学与动力学数学模型；在此基础上，设计LOS导引算法，引入自适应观测器，实时观测并补偿漂角，引入内偏角与前视基准角，设计模糊算法以优化内偏角；然后，设计时变前视距离的LOS导引法；最后，设计PID‑GA控制器，利用遗传算法动态优化PID参数以适应环境变化，为加快遗传算法的运算速度，限定其优化的参数个数与参数取值范围。本发明针对大曲率转弯的无人艇路径跟踪问题，考虑到漂角未知且不是很小，使用带内偏角、时变前视距离的PID‑GA路径跟踪方法，避免了在期望路径外侧产生较大的稳态误差，降低了调节时间并减小了稳态误差。
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公开(公告)号：CN117105096B
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311242696.4
申请日：2023-09-25
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提供一种适用于变绳长双摆型船用起重机的滑模控制方法，旨在解决传统线性控制方法导致非线性船用起重机系统减摆效果不佳、响应速度慢的问题。首先，在缆绳长度可以改变和吊钩质量不可忽略的情况下，建立具有双摆特性船用起重机的动力学模型，然后，采用干扰观测器对未知波浪有界干扰进行估计补偿，最后，针对系统可驱动状态向量构造包含吊钩摆角导数和负载摆角导数的滑模面，以确保系统的状态输出及早得到修正，分别设计基于台车位置与缆绳长度的控制律，以实现变绳长双摆型船用起重机的镇定控制。本发明提高了船用起重机非线性模型的准确性，使系统状态在有限时间内快速收
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公开(公告)号：CN115453914B
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN202211277205.5
申请日：2022-10-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明公开了一种考虑海浪干扰的无人艇回收分布式决策仿真系统，完成海洋作业中母船对无人艇的自动回收任务。首先，搭建无人艇回收任务所需的仿真环境；基于DuelingNetwork算法设计决策模块，并针对应用场景优化神经网络结构，使决策模块具有短时记忆功能；实现分布式通信机制，将决策模块置于服务器端，环境模块置于客户端；最后，启动服务器与客户端程序，控制无人艇抽象的智能体完成回收任务。该系统针对实际复杂海况，设计模拟物理交互的仿真环境；采用深度强化学习算法，使得AI控制器应对复杂场景时，具有更强的鲁棒性，且让模型具有迁移学习能力；分布式通信机制将训练与控制独立运行，便于实现离线训练，同时可以实现远程控制效果。
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公开(公告)号：CN117168483A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202311127747.9
申请日：2023-09-01
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G01C21/34
Abstract: 本发明涉及一种考虑地图复杂度的无人车路径规划方法，旨在解决传统方法在路径搜索中存在搜索效率低、节点冗余以及目标点附近碎片化路径过多等问题。本方法包括：在栅格地图中进行随机撒点，获取全地图有效节点的个数，计算地图复杂度；在以最近节点为圆心的一定范围内进行随机撒点，得到区域复杂度，通过区域复杂度选择节点产生方式，解决传统方法在搜索中易陷入僵化的问题，提高搜索效率；引入目标距离和目标迭代次数，进行新节点与目标节点的无碰撞检测和距离判断，减少了节点的数量和碎片化路径；最后对路径进行逆向寻优和B样条曲线拟合，使得路径平滑。仿真结果表明，本发明在障碍物较多的情况下表现良好，且路径平滑。
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公开(公告)号：CN115237139B
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202210959456.5
申请日：2022-08-10
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种考虑虚拟目标点的无人船路径规划方法，旨在解决无人船在路径规划中存在的易陷入局部极小值和目标不可达问题。对于目标不可达问题，创建斥力势场函数，根据测算目标与障碍物的间隔，促使目标所受斥力为零，使无人船可以到达目标点处。对于局部极小值问题，对各类障碍引起的局部极小值开展分析，结合模拟退火算法和人工势场法求解一般障碍导致的极小值点问题。针对非一般的U型障碍造成的局部极小值问题，给出虚拟目标点构造算法，通过建立虚拟目标点的改进算法来解决此类问题。仿真结果表明，与其它方法相比，本方法减少了由于斥力太大而导致的路径过长问题，不仅节省时间，而且优化了路径规划，从而加快了算法的速度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117151590B
公开(公告)日：2024-06-25
申请号：CN202311176961.3
申请日：2023-09-13
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06Q10/087 , G06Q10/0835
Abstract: 本发明针对传统时间窗优化容易造成运行路径节点堵塞，影响整个仓储任务执行的效率问题，公开了基于平移时间窗和任务路径规划的AGV调度方法，具体包括：在运输系统的地图中设定关键节点、出入站点信息，建立与车间实物相同运输线路的网格路径地图，初始化系统信息并更新网格地图，对任务优先级进行排序，搜索AGV最短路径并检测是否存在时间窗冲突，当存在时间窗冲突时，任务优先级更高AGV优先通过，并将冲突栅格点删除重新进行时间窗规划，再与停车等待成本进行比较选取最优结果。仿真结果表明，本发明提出基于平移时间窗和任务路径规划的AGV调度方法，克服了传统时间窗算法在存在时间窗冲突时容易造成运行路径堵塞的问题，AGV路径规划效率高。
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公开(公告)号：CN117168483B
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202311127747.9
申请日：2023-09-01
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G01C21/34
Abstract: 本发明涉及一种考虑地图复杂度的无人车路径规划方法，旨在解决传统方法在路径搜索中存在搜索效率低、节点冗余以及目标点附近碎片化路径过多等问题。本方法包括：在栅格地图中进行随机撒点，获取全地图有效节点的个数，计算地图复杂度；在以最近节点为圆心的一定范围内进行随机撒点，得到区域复杂度，通过区域复杂度选择节点产生方式，解决传统方法在搜索中易陷入僵化的问题，提高搜索效率；引入目标距离和目标迭代次数，进行新节点与目标节点的无碰撞检测和距离判断，减少了节点的数量和碎片化路径；最后对路径进行逆向寻优和B样条曲线拟合，使得路径平滑。仿真结果表明，本发明在障碍物较多的情况下表现良好，且路径平滑。
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公开(公告)号：CN117170382B
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202311310809.X
申请日：2023-10-11
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种适用于同向点位跟踪的双无人船协同控制方法，包括：建立领航‑跟随无人船位置协同编队控制模型，设定期望纵向距离及方位角；基于编队协同控制模型及领航船的实时位置，对跟随船建立距离及方位角的协同动态方程；基于协同动态方程，并考虑推进器约束限制，引入障碍李亚普诺夫函数，推导跟随船的实时期望速度及偏航角；并利用非线性扰动观测器观测跟随船的集合扰动；为了使跟随船在环境扰动下能够领航船保持期望距距离及方位角，引入深度强化学习双Deep Q‑Network(DQN)网络，依据跟随船的实时状态，控制其纵向推力力矩及艏向角力矩；相比传统控制方法，本发明的技术方案能够根据跟随船实时状态快速，准确地控制其与领航船保持期望纵向距离及方位角。
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公开(公告)号：CN117150901A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311109197.8
申请日：2023-08-31
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/27 , G06F17/16 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种节约通信资源的动力定位船位置观测器设计方法，所述方法包括：建立动力定位船的三自由度动力学模型和运动学模型；引入采样数据系统，计算当前状态和采样状态之间的误差；基于反馈控制技术，设计离散时间输出反馈观测器；通过状态估计，提出一种离散时间动态事件触发条件来确定通信时刻，获得节约通信资源的事件触发最优控制律来实现系统的鲁棒稳定，使控制输入有界。所提出观测器设计方法，使船舶可以更稳定地保持在期望状态，使用更少的通信资源来保证观测性能，降低信号传递次数，减少了计算负担，不会产生不必要的信道占用。此外，提供最小采样时间的正下界以避免Zeno行为，即在有限的时间内出现无限次事件。
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公开(公告)号：CN115686034A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211453151.3
申请日：2022-11-21
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供一种考虑速度传感器失效的无人潜航器轨迹跟踪控制方法，包括：建立航行数学模型，设定期望轨迹数学模型；设计基于位置信号的速度观测器，在此基础上设计纵向力矩和横向力矩干扰观测器；设计纵向速度和横向速度的虚拟控制律，导入指令滤波器对虚拟控制律的幅值及速度进行约束，并解决对虚拟控制律高阶求导产生计算复杂度增加问题；基于虚拟控制律及指令滤波器的输出设计轨迹跟踪滑模控制器，同时基于干扰观测器的估计值对纵向力矩和横向力矩的扰动进行补偿；本发明的技术方案解决了现有技术方案中未考虑无人潜航器在经过水下作业后速度传感器性能失效，控制器力矩输出超过无人潜航器推进器最大输出而导致控制器跟踪失效的问题。
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