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公开(公告)号：CN114442640A
公开(公告)日：2022-05-06
申请号：CN202210189745.1
申请日：2022-02-28
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法，所述方法包括：鉴于水面无人艇在海面航行会受到环境干扰和洋流变化的影响，在对水面无人艇进行三自由度建模时加入洋流变化和环境扰动，同时搭建干扰观测器对干扰进行观测和洋流自适应估计律对洋流进行估计，为了达到能量消耗小的目的，搭建状态误差端口受控哈密顿控制器，进而将干扰值和洋流估计值结合状态误差端口受控哈密顿控制器设计轨迹跟踪控制律，实现水面无人艇精准轨迹跟踪。
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公开(公告)号：CN117150901B
公开(公告)日：2024-06-07
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：CN114442640B
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210189745.1
申请日：2022-02-28
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法，所述方法包括：鉴于水面无人艇在海面航行会受到环境干扰和洋流变化的影响，在对水面无人艇进行三自由度建模时加入洋流变化和环境扰动，同时搭建干扰观测器对干扰进行观测和洋流自适应估计律对洋流进行估计，为了达到能量消耗小的目的，搭建状态误差端口受控哈密顿控制器，进而将干扰值和洋流估计值结合状态误差端口受控哈密顿控制器设计轨迹跟踪控制律，实现水面无人艇精准轨迹跟踪。
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公开(公告)号：CN114815626A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210621013.5
申请日：2022-06-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开一种舵鳍系统的预测自抗扰减摇控制方法，旨在解决舵鳍系统存在不确定扰动、状态耦合和输出延迟问题。分析船舶所受外力情况，建立三自由度船舶状态空间方程。针对不可观测状态，采用总扰动的思想解耦模型，分别设计纵摇自抗扰控制器和横艏摇预测观测器。横艏摇预测观测器在传统自抗扰的基础上尽可能多的保留原有的系统模型特性，只把状态耦合项、模型未知项、外部扰动等价为总扰动，单独考虑延迟问题。再利用强化学习不断地将系统的测量状态与模型的预测信息进行比较，并实时地修改预测模型和控制器参数，保证预测输出的准确度。最后利用二次规划求解舵角鳍角控制律。所述方法跟踪精度高，超调量小，减摇效果好。
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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：CN114879481B
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202210621008.4
申请日：2022-06-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 针对具有复杂水动力参数和非线性特性的船舶动力定位系统，本发明公开了一种鲁棒H∞抗干扰控制方法，具体包括以下步骤：建立动力定位船舶的三自由度动力学模型和运动学模型；将建立的数学模型转化为鲁棒H∞控制问题；构建存储函数使其满足耗散不等式；通过给出含有不确定性的非线性系统具有鲁棒H∞性能的充分条件，得到闭环系统具有局部鲁棒干扰抑制性能的状态反馈控制率。本发明通过设计非线性状态反馈控制率克服了系统固有的非线性特性，解决了动力定位系统中水动力参数复杂且难以整定的技术问题，提出的鲁棒H∞控制方法在保证控制稳定性的同时，还能有效地降低模型的复杂度和控制过程中的计算量。
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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：CN116879870A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202310678823.9
申请日：2023-06-08
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 针对移动机器人在室外环境中，因行人、车辆等动态物体的存在，导致激光SLAM生成的地图中存在动态物体的轨迹残影，影响后续的定位及路径规划等问题，本发明提出了一种适用于低线束3D激光雷达的动态障碍物去除方法。该方法包括以下步骤：首先对激光雷达采集到的三维点云数据进行预处理；然后进行地面分割，并将非地面点云地图投影为深度图，通过视点可见法对比与查询帧之间可见性来去除轨迹残影；考虑到点云具有距离越远越稀疏的特性，根据距离信息来自适应调节深度图的分辨率，并通过不断减小分辨率来恢复被误删的静态点。经实验证明，该方法可以在低线束的3D激光雷达上高效地去除动态障碍物，保留完整的静态地图，减小动态障碍物对SLAM系统的影响。
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公开(公告)号：CN115061470B
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202210761400.9
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 针对狭窄通道通过率较低且无法自主导航的问题，提出一种适用狭窄空间的无人车改进TEB导航方法，所述方法包括：构建含狭窄通道的环境栅格地图；利用改进RRT算法和改进TEB算法分别进行全局路径规划和局部路径规划，完成无人车的自主导航，保证了导航路线的安全性和可行性；通过添加位姿辅助点，在经过狭窄通道时调用定点规划算法，保证了狭窄通道的通过率；利用速度插补控制和S形速度规划分别优化自主导航和定点导航的输出速度，保证了输出曲线的平滑和导航过程的稳定性。通过gazebo仿真实验，验证了改进导航方法的可行性，且无人车在狭窄通道的通过率显著提升，输出自主导航和定点导航的速度曲线，两个阶段的速度曲线波动均小于0.05m/s。
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公开(公告)号：CN115187791A
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202210957903.3
申请日：2022-08-10
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 针对传统ORB算法因忽略图像颜色信息，对光照变化的鲁棒性较差，易造成误匹配的情况，本发明公开了一种融合颜色和尺度特征的ORB图像匹配方法。所述方法包括：首先使用颜色不变量模型对彩色图像进行预处理，求出图像的颜色不变量，以颜色不变量作为输入信息，建立积分图像，采用盒式滤波器建立尺度空间，使用快速Hession矩阵检测极值点，提取具有尺度不变性的特征点，然后使用rBRIEF算法得到特征描述符，最后采用汉明距离和改进RANSAC算法去除误匹配点。本发明在保证ORB算法特点的基础上，改善了ORB算法在颜色不同而对应灰度值相同区域正确匹配率低的问题，并且使算法具备尺度不变性，解决了特征点分布不均匀的情况，提高了图像发生尺度变化时匹配精度。
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