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公开(公告)号：CN119065372A
公开(公告)日：2024-12-03
申请号：CN202411168293.4
申请日：2024-08-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种基于非合作博弈的无人艇集群路径跟踪控制器，用以对欠驱动无人艇进行控制，包括：基于视距制导的标称制导律模块、基于非合作博弈的参数更新律模块、基于控制障碍函数的安全制导律模块、安全约束与输入约束；所述参数更新律模块接收来自通讯网络的路径参数及无人艇路径参数的估计值，所述参数更新律模块输出更新律参数至标称制导律模块，所述参数更新律模块输出路径参数及对其他无人艇路径参数的估计值至通讯网络；本发明提出的基于非合作博弈的无人艇集群路径跟踪控制方法，考虑了欠驱动无人艇与静态碍航物、动态碍航物和邻居无人艇之间的避障避碰问题，在保障无人艇安全的前提下实现了多无人艇协同路径跟踪编队控制。
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公开(公告)号：CN115494842B
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202211131685.4
申请日：2022-09-15
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于卫星地图的无人艇遍历路径规划与避碰方法，包括以下步骤：处理卫星地图的图像；建立栅格地图并扩充障碍物；基于最小生成树的无人艇遍历路径规划算法进行优化设计；基于控制障碍函数算法对无人艇进行避碰设计。本发明的用户可使用在线卫星地图人为选取不同的任务区域对不同的任务场景进行无人艇的遍历路径规划操作。本发明优化了遍历路径规划的算法，改进了无人艇的转弯率，采用转弯更少的遍历路径。通过减少无人艇的转弯次数一方面降低了完成任务的时间，另一方面降低了无人艇的能量消耗。本发明采用了基于速度的控制障碍函数的方法，可以使无人艇在执行任务时，仅通过改变无人艇速度完成对动态障碍物的避碰。
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公开(公告)号：CN115494842A
公开(公告)日：2022-12-20
申请号：CN202211131685.4
申请日：2022-09-15
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于卫星地图的无人艇遍历路径规划与避碰方法，包括以下步骤：处理卫星地图的图像；建立栅格地图并扩充障碍物；基于最小生成树的无人艇遍历路径规划算法进行优化设计；基于控制障碍函数算法对无人艇进行避碰设计。本发明的用户可使用在线卫星地图人为选取不同的任务区域对不同的任务场景进行无人艇的遍历路径规划操作。本发明优化了遍历路径规划的算法，改进了无人艇的转弯率，采用转弯更少的遍历路径。通过减少无人艇的转弯次数一方面降低了完成任务的时间，另一方面降低了无人艇的能量消耗。本发明采用了基于速度的控制障碍函数的方法，可以使无人艇在执行任务时，仅通过改变无人艇速度完成对动态障碍物的避碰。
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公开(公告)号：CN113110467B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202110437078.X
申请日：2021-04-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种切换通讯拓扑下无人船编队规划与制导方法及系统，系统包括路径导引包含运动生成器模块、分布式路径参数更新模块、双偶极向量场模块、基于向量场的制导律模块以及通讯网络；本发明采用路径导引包含运动生成器模块实现了多种包含操纵编队队形，提高了多个无人船之间协同的灵活性和对复杂的海洋环境下的适应性；采用通讯层和制导层独立分开设计，实现了通讯和制导的解耦，提高了设计和实现的灵活性；采用基于向量场的制导律来跟踪参考点，实现了欠驱动多无人船在初始暂态过程以及在编队切换的过程中的平滑过渡。
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公开(公告)号：CN115494848A
公开(公告)日：2022-12-20
申请号：CN202211216595.5
申请日：2022-09-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种规避动静态障碍物的无人船路径跟踪视距制导方法及系统，属于无人船运动控制技术领域，本发明方法，包括：构建欠驱动无人船运动学模型；根据构建的欠驱动无人船运动学模型，计算得到视距制导角；根据得到的视距制导角，计算得到向量场引导角；根据得到的视距制导角和向量场引导角，计算得到合成向量最终制导角；根据得到的合成向量最终制导角和无人船实际航向信息，设计角速度制导律，实现欠驱动无人船运动学闭环安全控制。本发明通过视距制导产生的制导向量和排斥场产生的排斥向量相结合，得到用于控制欠驱动无人船的安全制导角，保证了欠驱动无人船在路径跟踪过程中规避动静态障碍物以保证航行的安全性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113110467A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110437078.X
申请日：2021-04-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种切换通讯拓扑下无人船编队规划与制导方法及系统，系统包括路径导引包含运动生成器模块、分布式路径参数更新模块、双偶极向量场模块、基于向量场的制导律模块以及通讯网络；本发明采用路径导引包含运动生成器模块实现了多种包含操纵编队队形，提高了多个无人船之间协同的灵活性和对复杂的海洋环境下的适应性；采用通讯层和制导层独立分开设计，实现了通讯和制导的解耦，提高了设计和实现的灵活性；采用基于向量场的制导律来跟踪参考点，实现了欠驱动多无人船在初始暂态过程以及在编队切换的过程中的平滑过渡。
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公开(公告)号：CN114815823B
公开(公告)日：2024-07-26
申请号：CN202210414582.2
申请日：2022-04-15
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供了一种基于控制障碍函数的无人艇集群安全目标跟踪系统，其特征在于，包括：欠驱动无人艇通讯网络、目标跟踪制导律单元、基于二次规划的避碰控制器单元、静态障碍物约束单元、动态障碍物约束单元和邻居无人艇避碰约束单元；所述基于二次规划的避碰控制器用于根据前述期望速度和期望角速度、静态障碍物约束条件、动态障碍物约束条件、邻居无人艇避碰约束条件，计算得到基于二次规划的受控欠驱动无人艇用于安全目标跟踪的制导角速度信号和制导前向速度信号并控制该受控欠驱动无人艇执行动作；本发明考虑了欠驱动无人艇在目标跟踪过程中的安全问题，可以在完成目标跟踪任务的同时实现实时避碰，使无人艇的前向速度具有灵活性。
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公开(公告)号：CN114815823A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210414582.2
申请日：2022-04-15
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供了一种基于控制障碍函数的无人艇集群安全目标跟踪系统，其特征在于，包括：欠驱动无人艇通讯网络、目标跟踪制导律单元、基于二次规划的避碰控制器单元、静态障碍物约束单元、动态障碍物约束单元和邻居无人艇避碰约束单元；所述基于二次规划的避碰控制器用于根据前述期望速度和期望角速度、静态障碍物约束条件、动态障碍物约束条件、邻居无人艇避碰约束条件，计算得到基于二次规划的受控欠驱动无人艇用于安全目标跟踪的制导角速度信号和制导前向速度信号并控制该受控欠驱动无人艇执行动作；本发明考虑了欠驱动无人艇在目标跟踪过程中的安全问题，可以在完成目标跟踪任务的同时实现实时避碰，使无人艇的前向速度具有灵活性。
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公开(公告)号：CN118938908A
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202410983439.4
申请日：2024-07-22
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种动静态障航物下的无人船自主决策控制方法及系统，所述方法包括：构建欠驱动无人船运动学模型与动力学模型；根据欠驱动无人船运动学模型与动力学模型，构建标称制导律与扩张状态观测器；构建欠驱动无人船的状态约束与动静态障航物下的航行安全约束；根据构建的欠驱动无人船的航行安全约束与状态约束，结合标称制导律获取二次规划模型，以求解二次规划模型获取欠驱动无人船的最优标称制导律；根据最优标称制导律构建速度微分跟踪器；根据构建的速度微分跟踪器与扩张状态观测器，设计抗干扰动态控制器，以实现动静态障航物下欠驱动无人船的自主决策控制。本发明既能保障欠驱动无人船不与静态碍航物和动态航物发生碰撞，又能在无人船模型参数完全未知的情况下实现动力学精准控制。
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公开(公告)号：CN115494848B
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202211216595.5
申请日：2022-09-30
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种规避动静态障碍物的无人船路径跟踪视距制导方法及系统，属于无人船运动控制技术领域，本发明方法，包括：构建欠驱动无人船运动学模型；根据构建的欠驱动无人船运动学模型，计算得到视距制导角；根据得到的视距制导角，计算得到向量场引导角；根据得到的视距制导角和向量场引导角，计算得到合成向量最终制导角；根据得到的合成向量最终制导角和无人船实际航向信息，设计角速度制导律，实现欠驱动无人船运动学闭环安全控制。本发明通过视距制导产生的制导向量和排斥场产生的排斥向量相结合，得到用于控制欠驱动无人船的安全制导角，保证了欠驱动无人船在路径跟踪过程中规避动静态障碍物以保证航行的安全性。
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