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公开(公告)号：CN109685286A
公开(公告)日：2019-04-26
申请号：CN201910032579.2
申请日：2019-01-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G06Q10/047 , G05D1/0206 , G06F17/5009 , G06N3/006
Abstract: 未知静态障碍环境下USV基于改进蚁群优化的避碰规划方法，属于水面无人艇避碰规划技术领域。本发明首先构建全局坐标系和局部坐标系，建立导航雷达仿真模型；设计用于实时避碰规划的滚动优化窗口；然后采用可视图法构建环境模型；设计用于实时避碰规划的改进蚁群优化方法；最后将导航雷达探测信息及目标点信息输入至基于改进蚁群优化方法的USV静态避碰规划器，获得USV下一时刻的转艏及速度的调整指令。本发明将滚动优化窗口法与改进蚁群优化方法相结合，提高了USV在线规划的实时性；针对于蚁群优化方法收敛速度慢，提出了改进的伪随机比例规则对蚂蚁状态转移进行选择；借鉴狼群分配原则和最大最小蚂蚁系统对全局信息素进行更新，避免搜索陷入局部最优。
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公开(公告)号：CN109597417A
公开(公告)日：2019-04-09
申请号：CN201910033309.3
申请日：2019-01-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于USV控制技术领域，具体涉及一种基于避碰准则的多USV群体协同避碰规划方法。该方法包括：步骤1、制定合理的USV避碰规则；步骤2、多USV系统建模，计算运动参数和碰撞危险度；步骤3、构建USV避碰规划仿真软件平台，添加雷达探测模块和遗传算法，设计典型的仿真案例验证算法的有效性。本发明使多个USV从起点出发躲避环境中所有静态障碍物到达终点，在整个航行过程中USV之间不发生碰撞且在相遇时遵守避碰准则采取避碰策略，同时避免出现大角度转向、紧急加减速的情况。本发明致力找到严格遵守避碰准则的多USV避碰规划方法，并且解决航行过程的大角度转向、大范围加减速的不良航行问题。实现路径最短、符合经济性、平滑性、安全性的最优避碰。
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公开(公告)号：CN108762280A
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201810519508.0
申请日：2018-05-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G05D1/0692 , G01C21/3446 , G06Q10/047
Abstract: 本发明的目的在于提供一种考虑海洋环流影响的UUV基于能量消耗优化的远程航海路径规划方法，包括以下步骤：确定UUV实际的对地航行速度以及实时更新的海流信息；初始化优化算法所需的各类参数；通过空间分解建模随机产生路径控制节点，使用B‑Spline拟合生成初始路径。进入QPSO算法迭代过程，计算当前路径对应粒子平均最佳位置，计算当前路径对应UUV的能量消耗。通过相应的优化过程确定最终的最优解。输出最终的路径控制节点。根据最终的控制节点拟合生成能耗最优的路径轨迹。本发明中以能耗为优化目标经由三种优化算法得到的能量消耗值均远低于相同算法在以航行时间为优化目标下所消耗的能量。
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公开(公告)号：CN105703458B
公开(公告)日：2018-09-11
申请号：CN201610179703.4
申请日：2016-03-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种自主水下航行器在水下无线充电设备，本发明涉及自主水下航行器在水下无线充电设备。本发明是要解决目前没有航行器基于无线能量传输技术的内部充电结构进行设计的问题，该设备具体包括自主水下航行器、水下充电装置和捕捉机械臂；所述的自主水下航行器包括耦合器次级端、谐振补偿电路、整流滤波电路、直流斩波器、自主水下航行器主控制器、负载、微处理器、电池组、电流传感器、解调电路、通信控制器和总线；所述水下充电装置包括海底输电电缆、水密接头、捕捉机构、变压器、整流滤波电路、高频逆变电路、谐振补偿电路、驱动控制器、耦合器初级端、调制电路和主控制器；本发明应用于自主水下航行器在水下无线充电领域。
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公开(公告)号：CN108320051A
公开(公告)日：2018-07-24
申请号：CN201810044018.X
申请日：2018-01-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于GRU网络模型的移动机器人动态避碰规划方法，属于移动机器人导航领域；本发明是一种基于深度学习网络的避碰算法，通过对传感器的数据进行前期归一化处理然后输入到GRU网络模型中，通过输入层将数据传输到隐藏层，通过隐藏层GRU模块单元对数据进行处理，将处理后的数据输出到输出层，得到下一时刻移动机器人在全局坐标系中的方向θ和速度v；该算法作用下机器人利用简单的感知设备，便可以具有高智能的动态规划水平，在保证安全的前提下，使移动机器人的反应速度优于传统避碰算法。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105629992B
公开(公告)日：2018-03-02
申请号：CN201610082285.7
申请日：2016-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种威胁互联网下UUV的航路规划方法，涉及路径规划技术领域，尤其涉及一种威胁互联网下UUV的航路规划方法。本发明要解决现有威胁互联网的环境下，同时存在障碍区和威胁区时，存在不能事先设置UUV应保持的安全概率，且难以保证航路尽可能最短的问题。本发明将安全概率计算规则和基于安全保障的蚁群状态转移概率计算方法运用于蚂蚁算法，与传统的蚁群算法在规划过程中有固定的目标点不同，本发明提出的算法其目标点在规划过程中会按照遍历顺序依次变化，每只蚂蚁得到的路径都是从布放点出发遍历过所有的必经点后回到回收点的完整路径；本发明的规划是一次性完成而不是分段规划后拼接的；本发明可应用于路径规划技术领域。
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公开(公告)号：CN105549600B
公开(公告)日：2018-03-02
申请号：CN201610082237.8
申请日：2016-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 一种基于虚拟膨化的运动目标与UUV相向航行的规避方法，本发明涉及基于虚拟膨化的运动目标与UUV相向航行的规避方法。本发明是为了目前采用的相向航行的运动障碍规避方法难以准确预测运动障碍的运动状态的问题。本发明根据运动障碍航向与引导航向的夹角为headAngle，确定UUV与运动障碍相向航行，当UUV检测到与运动障碍物相向航行时，运动障碍进行圆形膨化后生成矩形虚拟障碍，计算触发航路规划算法的衡量距离nextL，当UUV与运动障碍中心点的直线距离M满足M
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公开(公告)号：CN105929842A
公开(公告)日：2016-09-07
申请号：CN201610247753.1
申请日：2016-04-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G05D1/10 , G05D1/0808
Abstract: 一种基于动态速度调节的欠驱动UUV平面轨迹跟踪控制方法，涉及欠驱动水下无人航行器的运动控制技术。本发明是为了实现欠驱动UUV平面轨迹的精确跟踪控制。包括以下步骤：步骤一：UUV根据当前任务获取位置、姿态信息；步骤二：利用欠驱动UUV的数学模型得出位置、姿态误差变量；步骤三：采用定义虚拟速度误差变量的方法，计算出虚拟控制律；步骤四：结合生物启发模型对速度误差进行动态调节；步骤五：推导出动态速度调节控制器产生的控制信号，实现欠驱动UUV平面轨迹跟踪控制。本发明方法能够对欠驱动UUV的速度进行动态调节，同时避免了传统反步法中首向角误差等于90°时的奇异值，实现了在外界常值扰动下对圆形轨迹的跟踪。
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公开(公告)号：CN105549600A
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201610082237.8
申请日：2016-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 一种基于虚拟膨化的运动目标与UUV相向航行的规避方法，本发明涉及基于虚拟膨化的运动目标与UUV相向航行的规避方法。本发明是为了目前采用的相向航行的运动障碍规避方法难以准确预测运动障碍的运动状态的问题。本发明根据运动障碍航向与引导航向的夹角为headAngle，确定UUV与运动障碍相向航行，当UUV检测到与运动障碍物相向航行时，运动障碍进行圆形膨化后生成矩形虚拟障碍，计算触发航路规划算法的衡量距离nextL，当UUV与运动障碍中心点的直线距离M满足M
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公开(公告)号：CN104076800A
公开(公告)日：2014-10-01
申请号：CN201410326343.7
申请日：2014-07-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B19/418
CPC classification number: Y02P90/02
Abstract: 本发明公开了一种无人水下航行器群体任务协调系统及方法。包括传感器模块、全局状态模块、任务协调模块和UUV执行器，传感器模块用于采集环境信息、UUV自身状态信息并接收其他UUV发送的信息；全局状态模块包括更新单元、UUV描述单元、任务描述单元，UUV描述单元进行UUV状态的更新，任务描述单元进行任务状态的更新；任务协调模块包括不可预见情况和冲突单元、动态任务规划单元、任务分配单元、组合体维护单元、执行单元，用于任务的协调与分配。本发明是一个分布式、高效、稳定的多无人水下航行器任务协调系统与方法。
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