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公开(公告)号：CN113848887B
公开(公告)日：2024-08-27
申请号：CN202111050187.2
申请日：2021-09-08
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/43 , G05D109/30
摘要： 本发明是一种基于MLP方法的欠驱动无人艇轨迹跟踪控制方法。进行欠驱动水面无人艇的建模，得到USV运动学模型；采用径向基函数神经网络来近似未建模的动力学函数，进行模型动力学转换；进行欠驱动动力学的模型转换，将USV跟踪误差系统扩展为三阶，以实现交叉跟踪动力学的相对度；转换USV集成鲁棒有限时间控制器，进行有限时间USV轨迹跟踪；进行稳定性分析。数值仿真结果表明，该控制器不仅具有良好的跟踪精度，而且具有良好的抗干扰能力。
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公开(公告)号：CN114706298B
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202111050109.2
申请日：2021-09-08
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种基于预设性能的USV鲁棒无模型轨迹跟踪控制器设计方法，属于智能体自动控制领域。包括以下步骤：步骤一、建立水面无人艇的运动学和动力学模型；步骤二、根据水面无人艇的运动学和动力学模型，定义运动学、动力学误差并形成跟踪误差动力学模型；步骤三、进行转换函数的设计；步骤四、进行误差转换公式选取；步骤五、基于步骤三和步骤四的设计，建立误差矩阵定义和无约束动力学系统；步骤六、进行无模型控制器的设计。本发明可以避免现有研究中的自适应律计算过程而导致所需的计算载荷减下，通过调整预设性能矩阵的参数来保证理想的跟踪误差的瞬态和稳态行为，最终实现USV轨迹跟踪控制器设计。
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公开(公告)号：CN110110797B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN201910392717.8
申请日：2019-05-13
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明提供一种基于多传感器融合的水面目标训练集自动采集方法，首先，对水面激光雷达点云进行滤波和K‑Means聚类处理，得到稳定的水面目标点云簇；然后，通过激光雷达点云帧与单目相机视频帧的时间戳匹配，利用张正友标定法建立的2D‑3D投影关系，实现点云与图像的像素级匹配；最后，使用得到的水面深度图像信息，进行水面训练集的标注。这种方法是首次提出的利用多传感器信息融合的针对水面目标训练集自动采集任务的方法，具有实时性好和可靠性高的特点；采用条件滤波与卡尔曼滤波，使得该方法对于风浪、水面数据采集平台颠簸、水面杂波等不利情形具有较高的鲁棒性，采用时间戳匹配的方法可以有效避免传感器频率不同带来的系统误差。
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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
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 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。
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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
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05B13/02
摘要： 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。
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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
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： B60F3/00
摘要： 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。
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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
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G01C21/20
摘要： 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。
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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
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 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。
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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
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G06F30/20
摘要： 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。
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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
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 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。
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