一种无人船的局部环境地图自主构建方法

    公开(公告)号:CN109239709B

    公开(公告)日:2022-06-17

    申请号:CN201810869551.X

    申请日:2018-08-02

    Abstract: 本发明涉及智能船舶技术的数字图像处理与机器视觉领域,具体涉及一种无人船的局部环境地图自主构建方法。本发明实现了无人船的局部环境地图精确自主构建,首先,利用图像差分方法实现了雷达数据更新区域的检测;其次,在雷达数据和局部环境地图精确匹配基础上,利用雷达数据中的空间结构约束对累积误差进行抑制和修正;最后,设计了局部环境地图的更新机制,使其对不确定性因素具有较高的鲁棒性。本发明能够有效消除或抑制惯性导航系统累积误差的影响,提高局部环境地图的精度,有利于实现对运动目标的辨识和跟踪,避免了传统方法需对各目标进行特征匹配和数据关联,准确性、可靠性受限而计算复杂度较高。

    对非线性系统的最优控制算法、水面艇保性能动力定位反馈控制方法及动力定位控制方法

    公开(公告)号:CN114460837A

    公开(公告)日:2022-05-10

    申请号:CN202111049360.7

    申请日:2021-09-08

    Abstract: 一种对非线性系统给定最优控制算法、水面艇能动力定位反馈控制增益方法及动力定位控制方法,涉及水面艇技术领域。现有技术中为了使水面艇在海洋中保持特定的位置,通常采用锚泊定位,但由于海洋风浪和执行器饱和输入受限的影响,水面艇会出现难以定点作业的问题。本申请采用的技术方案为:输入水面艇的期望位置和艏向角的状态量;输入水面艇推进器最大动力数值;通过水面艇的实际位置和艏向角的状态量与期望位置和艏向角的状态量的差值计算反馈控制增益K1;根据推进器最大动力数值计算反馈控制增益K2;根据K1和K2得到反馈控制增益K;根据反馈控制增益计算结果分配各推进器动力,实现水面艇动力定位控制。适用于不同条件下的水面定点作业。

    一种履带桨叶一体化的两栖无人车船

    公开(公告)号:CN112248730B

    公开(公告)日:2022-04-12

    申请号:CN202011174849.2

    申请日:2020-10-28

    Abstract: 一种履带桨叶一体化的两栖无人车船,本发明涉及一种两栖无人车船,本发明为解决现有的两栖船采用两套推进机构或一套可以变形的推进机构满足两种航行,导致其船体重量大、结构复杂且水下阻力较大等问题,本发明包括船体、两个主动轮和两个从动轮,船体为矩形结构,所述一种履带桨叶一体化的两栖无人车船还包括履带和多个桨叶,两个主动轮沿船体宽度方向并排安装在船体的前端,两个从动轮沿船体的宽度方向并排安装在船体的后端,主动轮通过履带与从动轮连接,多个桨叶沿履带的长度方向安装在履带的外表面上。本发明结构简单,操作方便,解决了一般两栖船使用两套推进机构导致的机构复杂及操作繁琐的问题。

    考虑海流与无人艇动力学影响的节能A星路径规划方法

    公开(公告)号:CN109489672B

    公开(公告)日:2022-03-18

    申请号:CN201910041363.2

    申请日:2019-01-16

    Abstract: 本发明提出了考虑海流与无人艇动力学影响的节能A星路径规划方法,步骤包括:(1)获取全局海图信息并网格化;(2)获取无人艇的起点和终点位置信息;(3)将当前位置设为起点位置,创建OPEN和CLOSD表;(4)计算在海流影响下的无人艇航速堆;(5)将当前位置存入OPEN表;(6)依次判断当前位置无人艇是否可以向周围八个方向行驶等。本发明在传统A星路径规划算法的基础上,结合海流影响下的无人艇动力学模型,设计考虑海流影响的能耗启发函数E_heurstic,并通过调整该函数的权值,实现对算法节能效率的动态调节,为无人艇在海面上长时间工作提供技术支持。

    一种分布式无人艇编队的有限时间容错控制方法

    公开(公告)号:CN113741468A

    公开(公告)日:2021-12-03

    申请号:CN202111050135.5

    申请日:2021-09-08

    Abstract: 本发明公开了一种分布式无人艇编队的有限时间容错控制方法。步骤1:基于外部干扰和执行器故障建立无人艇编队动力学模型,并确定控制目标;步骤2:基于步骤1的无人艇编队动力学模型,建立滤波补偿机制虚拟速度控制指令;步骤3:基于步骤2的虚拟速度控制指令,建立有限时间容错控制器;步骤4:基于步骤3的有限时间容错控制器,验证无人艇编队系统闭环控制的稳定性和鲁棒性。本发明为了实现无人艇编队的协同控制问题。

    一种考虑感知信息误差的无人艇局部环境建模方法

    公开(公告)号:CN109992894B

    公开(公告)日:2021-11-23

    申请号:CN201910264061.1

    申请日:2019-04-03

    Abstract: 本发明提供一种考虑感知信息误差的无人艇局部环境建模方法,获取无人艇运动状态信息和环境感知信息,对获取的环境感知信息进行处理,建立环境模型中的障碍物更新机制;依据障碍物出现的概率,决定其在环境模型中的标识与剔除,建立感知环境模型,对于环境的表示,采用便捷高效的栅格法。本发明考虑水面无人艇在实际航行过程中感知信息存在的误差,通过对无人艇获取的瞬时障碍物进行筛选,将大概率出现的较准确的障碍物位置标识在环境模型中,剔除了由于感知误差而误产生的障碍物点,提高了无人艇在实际航行过程中路径规划的稳定性和准确性,对于无人艇在实际情况下处于障碍物较多且较小的复杂环境中的精确路径规划有重要作用。

    一种无人艇航向自抗扰控制系统及控制方法

    公开(公告)号:CN112947477A

    公开(公告)日:2021-06-11

    申请号:CN202110306691.8

    申请日:2021-03-23

    Abstract: 本发明涉及一种基于模糊神经网络的无人艇航向自抗扰控制系统及其控制方法,所述系统包括线性自抗扰控制模块和模糊神经网络模块,通过模糊神经网络的自学习功能,可以解决模糊控制中需要通过一定的摸索经验来调试参数的问题,同时能够自适应调节自抗扰控制器的控制参数,采用线性扩张状态观测器能够很好的估计无人艇的外界干扰和系统内部扰动在控制量处给与补偿,并且将观测器带宽作为唯一参量,降低了参数整定难度。

    一种基于快速扫描法的水面无人艇路径规划方法

    公开(公告)号:CN111665846A

    公开(公告)日:2020-09-15

    申请号:CN202010589821.9

    申请日:2020-06-24

    Abstract: 一种基于快速扫描法的水面无人艇路径规划方法,它涉及水面无人艇技术领域。本发明为解决现有水面无人艇路径规划时,传统势能法易产生局部极小值的问题。本发明包括获取全局地图信息,通过快速扫描法构建静态全局环境势场;获取当前无人艇状态和周围障碍物信息,并根据无人艇任务要求,通过快速扫描法构建以任务终点为源点的势场;通过快速扫描法构建动态障碍物模型;叠加步骤二和步骤三得到的势场,获得无人艇最终的规划势场;在步骤四中的势场内采用梯度下降法规划无人艇航行路径;若无人艇到达任务目标点,循环结束;否则转到步骤三。本发明用于水面无人艇路径规划。

    一种自适应边界层水面无人艇控制导引方法

    公开(公告)号:CN109828570A

    公开(公告)日:2019-05-31

    申请号:CN201910120131.6

    申请日:2019-02-18

    Abstract: 本发明属于控制领域,具体涉及一种自适应边界层水面无人艇控制导引方法。包括神经网络离线训练,初始化算法控制参数,获取规划点及传感器信息,判断规划点是圆弧还是直线,根据当前水面无人艇至目标点距离(若为圆,则为已完成的跟踪角度),通过安全阈值观测器判断是否达到目标点,如果到达目标点,则将上一个目标点删除,再跳至步骤5,否则输出期望航向和期望航速。本发明通过自适应边界层在LOS算法中引入航速的考虑,提高其跟踪响应速度,利用双曲正切修正器优化LOS算法的跟踪控制精度。同时本算法采取模块化设计,不论是自适应边界层中的水面无人艇制动长度神经网络,速度优化层还是基于向量场改进的圆弧导引策略,都能够运用在其他算法中。

    一种基于模糊状态观测器的单喷泵推进无人水面艇自适应航向控制方法

    公开(公告)号:CN108983774A

    公开(公告)日:2018-12-11

    申请号:CN201810778764.1

    申请日:2018-07-16

    Abstract: 本发明公开了一种基于模糊状态观测器的单喷泵推进无人水面艇自适应航向控制方法,属于无人水面艇运动控制技术领域;本发明包括:(1)获取无人水面艇运动状态信息;(2)获取无人水面艇的航向指令信息;(3)自适应跟踪无人水面艇内外环境干扰;(4)借鉴残差分析思想对环境干扰力进行预估;(5)消除时间滞后对干扰力作用判断的影响。本发明针对喷水推进方式的无人滑行艇设计的模型导向型航向控制方法存在实际应用困难的弱点及未考虑推进装置的实际工作特性的问题进行了改进,得到了一种面向工程应用的自适应单喷泵推进无人水面艇航向控制方法,对单喷泵机械安装误差和环境干扰等不利因素具有自适应特性。

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