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公开(公告)号：CN116466701A
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202310199191.8
申请日：2023-03-03
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供了一种无人水面艇能耗最小轨迹规划方法，涉及无人水面艇运动规划技术领域，包括如下步骤：基于深度图像信息构建并更新无人水面艇目前所处环境下的三维占据栅格地图；构造带符号的欧式距离场；采用基于船舶运动学的A星算法，基于三维占据栅格地图进行前端路径点的搜索，得到路径点；采用直线对所述路径点进行曲线拟合，得到路径曲线基于欧式距离场，对针对速度、加速度、避障距离、曲线光滑度的无约束优化问题进行求解，得到避障的最优轨迹。本发明基于视觉信息进行无人艇的轨迹规划，可以对开放水域复杂环境下任意形状的障碍物进行避障避碰，无人艇可以根据周围障碍物环境做出实时局部规划。
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公开(公告)号：CN116227153A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310020911.X
申请日：2023-01-06
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种数据驱动扩张状态观测器，包括：自抗扰控制器、一阶非线性系统、扩张状态观测器、数据堆栈模块、数据驱动学习律模块、一阶滤波器；其中，数据驱动扩张状态观测器的工作原理为：给自抗扰控制器输入一个分段连续的速度参考信号，自抗扰控制器产生的速度信号与外部扰动同时作用于无人船系统，无人船状态信息、输出响应与通过一阶滤波器后保存到数据堆栈模块中，扩张状态观测器利用数据驱动学习律模块更新后的堆栈中的数据得到系统状态估计和集总扰动估计。本发明的技术方案解决了含未知内部不确定性、外部扰动和未知输入增益下的一阶非线性系统的扰动估计问题，实现了系统总扰动和控制输入增益的同时估计。
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公开(公告)号：CN113342010B
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202110620072.6
申请日：2021-06-03
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种自触发通信的水下滑翔机协同控制系统，包括路径跟踪制导模块用于计算水下滑翔机的给定纵向速度、俯仰角速度以及纵向跟踪误差；协同模块用于计算水下滑翔机的协同路径参数信息；低频学习与模糊控制模块用于计算纵向速度误差、俯仰角速度误差的估计值；动力学控制模块用于计算水下滑翔机在纵向、俯仰方向运动的控制参数；自触发事件模块用于设计触发条件，判断是否满足触发条件，当满足触发条件时，水下滑翔机之间进行信息交互并计算下一触发时间；通信网络用于建立水下滑翔机之间进行信息传递的通信结构。应用于多水下滑翔机并实现协同潜水控制，通信策略采用自触发通信，大大减少了因不间断通信带来的不必要的机载能量消耗。
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公开(公告)号：CN116107324A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202310211321.5
申请日：2023-03-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种基于多目标优化的无人水下航行器路径规划系统，包括获取无人水下航行器的航程集合并计算各个航程的航行距离；分别计算航行器在各段子航程的速度，根据各段子航程的距离与速度计算完成各段子航程所需的时间，根据完成各段子航程所需的时间之和计算航程时间；获取碍航物区域，构建量子自适应粒子群优化模型，根据航程时间、路径点与碍航物区域的位置关系设计惩罚函数，根据无人水下航行器的航程集合、量子自适应粒子群优化模型计算最优路径点集合；根据最优路径点集合对无人水下航行器之间是否出现碰撞进行判断，无人水下航行器根据判断结果进行航行。完成了航行时间最优目标下的三维路径规划，实现避障功能，提高了航行安全性。
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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：CN110309491B
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN201910571289.5
申请日：2019-06-26
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F17/18
Abstract: 本发明公开了一种基于局部高斯混合模型的相位划分方法及系统，其包括：S1、采集样本并创建历史训练数据集；S2、自历史训练数据集选择部分样本创建第一个高斯分布模型以确定出第一个稳态相位；S3、基于前一个已经确定的高斯模型，创建包含两个高斯成分的高斯混合模型以确定出下一稳态相位；S4、基于已确定的两个相邻稳态相位模型确定出两个稳态相位之间可能存在的暂态相位；S5、重复S3和S4以完成对全部样本数据的相位划分。本发明极大的减少了冗余计算，提高了计算效率且采用步进式更新策略，按照采样时间顺序，逐步确定出稳态相位和暂态相位，具有相位划分个数不需要预指定和划分结果不需要后续处理等优点。
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公开(公告)号：CN115032987A
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202210524822.4
申请日：2022-05-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于协同向量场的多无人艇同步路径跟踪系统，系统包括通信网络、N艘无人艇以及分别与N艘所述无人艇上控制连接的N个个体控制器，任意所述个体控制器包括预估器单元、自触发机制单元、向量场单元以及制导律单元，所述自触发机制单元包括触发开关，所述出发开关被设置为当触发开关处于闭合状态时，个体控制器能够进行通信和监听。本发明提出了基于协同向量场的多无人艇同步路径跟踪方法，在三维向量场设计中引入路径变量协调设计，从而实现同步编队。
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公开(公告)号：CN115032986A
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202210523968.7
申请日：2022-05-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于向量场引导和固定时间CBF的多无人艇队形重构系统，系统包括N艘无人艇以及与各无人艇对应的N个个体控制器，任意所述个体控制器包括转向角设计模块和制导律设计模块，所述转向角设计单元包括引力向量场单元、斥力向量场单元和合向量场单元，所述制导律设计模块包括FT‑CLF约束单元、FT‑CBF约束单元以及QP控制器单元。本发明能够使多个无人艇能够在固定时间内达到目标，同时避开动态和静态障碍物。
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公开(公告)号：CN113178098B
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202110553575.6
申请日：2021-05-20
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种无人船事件触发分层协同控制系统，包括分布式事件触发状态观测模块、位置跟踪控制模块、通讯网络、无人船、目标船，分布式事件触发状态观测模块用于对相邻无人船进行实时监测，当邻居船的位置信息更新后，触发无人船对目标船的位置和速度信息进行观测，包括第一事件触发单元、分布式观测单元，位置跟踪控制模块用于对目标船的位置、角度和速度跟踪误差进行估计，触发无人船对目标船进行跟踪，包括跟踪控制单元、第三事件触发单元、降阶分布式观测单元，将分布式观测单元与跟踪控制单元分层设计，实现了各层之间的独立，通过各层的协作，有效降低了多无人船目标跟踪问题的复杂度，提高了多无人船目标跟踪控制系统的扩展性。
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公开(公告)号：CN111273671B
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN202010139901.4
申请日：2020-03-03
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明实施例公开了一种智能船舶的非周期通讯远程观测器，其包括：船端事件触发模块、船端位置信息预测模块、控制端位置信息预测模块、控制端事件触发模块、位置观测模块、总扰动观测模块以及速度观测模块；其中，所述船端事件触发模块用于基于所预设的船端事件触发机制，输出上一触发时刻执行导通任务后所获取的位置信息或当前时刻船舶的实际位置信息；所述船端位置信息预测模块用于输出获得的位置预测信息等。本发明既能提高传感器与观测器之间的通信效率，增加对船舶观测的可靠性，又能减少采样计算负担和通信成本、降低对船舶运动参数信息的依赖性，易于实现观测。
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