一种应用于欠驱动双桨双舵船舶自主靠泊的控制方法

    公开(公告)号:CN113110468B

    公开(公告)日:2022-07-26

    申请号:CN202110437851.2

    申请日:2021-04-22

    IPC分类号: G05D1/02

    摘要: 本发明公开了一种应用于欠驱动双桨双舵船舶自主靠泊的控制方法,包括:船舶运动模型参数辨识步骤基于扩展卡尔曼滤波方法,将实际靠泊过程发生的频繁错车、倒车等因素考虑在辨识的运动模型结构中,实现靠泊航行过程中船舶运动模型参数的自适应修正。模型预测控制步骤和PID控制步骤,利用非线性模型预测控制和PID控制技术实现靠泊过程的路径规划和跟踪控制。其中,利用非线性模型预测控制规划的航线考虑船舶非线性运动特性和实际环境与障碍物因素的影响,PID控制解决非线性模型预测控制求解速度慢、求解周期较长的局限,克服非线性模型预测周期内模型参数变化、环境干扰等因素变化对非线性模型预测控制方法生成控制指令的缺陷。

    一种欠驱动船舶自动靠泊模型建立方法

    公开(公告)号:CN116305586A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202310346362.5

    申请日:2023-04-03

    摘要: 本发明公开了一种欠驱动船舶自动靠泊模型建立方法,涉及船舶自动靠离泊。所述方法包括,根据船舶型线图、螺旋桨型线图及舵的型线图,建立船舶三维几何模型;基于计算流体动力学CFD软件建立所述船舶三维几何模型的数值仿真环境,并在所述数值仿真环境中进行船舶三维几何模型的数值仿真模拟试验;基于数值仿真模拟试验,建立船舶靠泊过程数学模型;基于船舶靠泊过程数学模型,利用约束最小二乘法算法进行船舶水动力参数的辨识。本发明基于船舶CFD虚拟数值仿真与约束最小二乘算法辨识水动力系数的模型建立方法,有效解决了实船试验数据不易获取、试验成本高昂的问题,并且利用CFD软件可同时进行多组、多类别试验,有效提高了模型建立效率。

    一种欠驱动船舶自动靠泊鲁棒自适应控制方法

    公开(公告)号:CN115145282A

    公开(公告)日:2022-10-04

    申请号:CN202210856351.7

    申请日:2022-07-18

    IPC分类号: G05D1/02

    摘要: 本发明公开了一种欠驱动船舶自动靠泊鲁棒自适应控制方法,包括:根据船舶港内航行低速大漂角特点对船舶MMG模型进行修正;根据MMG模型建立用于航向控制的特征模型,并对特征模型参数进行在线辨识;建立自适应PD控制器,基于在线辨识的特征模型参数调整自适应PD控制器参数;通过Dubins规划算法、LOS算法与船舶双桨的Bang‑Bang控制算法建立自动靠泊控制策略,并通过自适应PD控制器完成自动靠泊控制。本发明不过度依赖于确定的船舶操纵运动模型,有效解决了欠驱动船舶港内低速、外界环境扰动影响以及车舵控制难以解耦的问题,并能够提高自动靠泊控制精度和鲁棒性。

    一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法

    公开(公告)号:CN112947494B

    公开(公告)日:2022-10-04

    申请号:CN202110437873.9

    申请日:2021-04-22

    IPC分类号: G05D1/02

    摘要: 本发明公开了一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法,该方法首先根据直线或圆弧的视线导航法将靠泊过程的航迹跟踪控制转化为航速控制与航向跟踪控制问题;然后根据双桨双舵船舶特性,设计一种基于船舶靠泊任务的控制策略,并将船舶的靠泊控制转化为航速与航向控制问题;最后设计增量式PID控制器对靠泊过程中航向与航速进行控制,并根据PID参数的调节规则设计模糊规则表对PID参数进行自适应在线调整,以提高控制器的鲁棒性。仿真结果表明本发明设计的自动靠泊控制方法能够很好地控制双桨双舵船舶完成靠泊任务。

    一种欠驱动船舶靠泊路径规划方法

    公开(公告)号:CN113741477A

    公开(公告)日:2021-12-03

    申请号:CN202111076623.3

    申请日:2021-09-14

    IPC分类号: G05D1/02

    摘要: 本发明公开了一种欠驱动船舶靠泊路径规划方法,包括:步骤一:获取欠驱动船舶靠泊过程历史数据;对历史数据进行分析,得到待规划靠泊路径的终端约束和运动约束;步骤二:利用三次B样条插值生成待规划靠泊路径曲线;根据终端约束设置待规划靠泊路径曲线的起始端样板控制点和终止端样板控制点;步骤三:根据运动约束利用改进的粒子群算法完善待规划靠泊路径曲线,形成最优的靠泊路径曲线。本发明设计非线性调整率根据粒子群算法的迭代次数,进行自适应调整算法参数,提升粒子群算法的前期探索能力与后期收敛能力;考虑船舶自身运动与靠泊水域限制的约束,提前规划出一条可行的欠驱动船舶靠泊路径,使规划的靠泊路径接近最优。

    一种针对海上目标的云台摄像头跟踪方法

    公开(公告)号:CN115063452B

    公开(公告)日:2024-03-26

    申请号:CN202210666202.4

    申请日:2022-06-13

    IPC分类号: G06T7/277 G06V20/10

    摘要: 本发明公开了一种针对海上目标的云台摄像头跟踪方法,包括以下步骤:S1.获取云台摄像头采集的视频流数据;S2.对视频流数据的视频图像帧进行目标检测,获得目标类别和检测框位置信息;S3.对检测到的目标与跟踪列表进行目标匹配和滤波跟踪,以平滑检测框位置和形状并获取稳定跟踪目标列表;S4.将稳定跟踪目标列表进行可视化显示,并把静止的海上目标位置信息存入数据库,用户从稳定跟踪目标列表或静止目标数据库中选择跟踪目标;S5.获取用户选择的跟踪目标,并控制云台摄像头对准目标进行跟踪;本发明有助于解决图像目标检测结果出现断续等不稳定现象的问题,增强目标检测算法稳定性,减少云台跟踪误差,提升人机交互效果。