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公开(公告)号：CN117148842B
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202311228543.4
申请日：2023-09-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/243 , G05D1/246 , G05D1/65 , G05D1/633 , G05D1/644 , G05D1/248 , G05D1/648 , G05D109/10
Abstract: 基于环境预报的风能驱动机器人省时全局路径规划方法，涉及海洋机器人路径规划技术领域，本申请根据环境预报数据和风能驱动机器人的速度预报，得到风浪流影响下的风能驱动机器人航速估算模型，本申请在风能驱动机器人航速估算模型中充分考虑了环境中海流和波浪对风能驱动机器人航行运动存在的影响，并依据风能驱动机器人的航行特点，设置搜索拓展方向和限制条件，完成航行时间代价函数设计，进而完成风能驱动机器人省时Dijkstra全局路径规划方法与系统设计，采用本申请方法完成的风能驱动机器人在时变风场中的全局路径为最优的全局路径，并且本申请搜索出的路径安全，且航时短。
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公开(公告)号：CN116578095A
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202310681658.2
申请日：2023-06-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 海洋能驱动机器人节能避障方法，解决了如何提高海洋能驱动机器人的续航力的问题，属于海洋机器人技术领域。本发明包括：确定海洋能驱动机器人在海洋环境下的状态空间S、趋近目标奖励函数、避障奖励函数和节能奖励函数；利用确定的奖励函数对海洋能驱动机器人避障网络进行训练，得到训练完成的海洋能驱动机器人避障网络；获取海洋能驱动机器人初始点、目标点和障碍物的位置信息，采用训练好的海洋能驱动机器人避障网络完成海洋能驱动机器人节能避障任务。本发明根据海洋能驱动机器人的能源消耗和海洋能捕获，依据海洋环境因素设计出奖励函数，对海洋能驱动机器人路径规划进行网络训练，规划出安全、可行、节能的避障路径。
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公开(公告)号：CN117193012B
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202311289513.4
申请日：2023-10-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 海洋机器人的高阶输出式无模型自适应航向控制方法及系统，属于海洋机器人控制技术领域。为了解决现有MFAC算法均存在的航向控制系统与MFAC控制器之间动态响应速度不匹配的问题。本发明首先计算控制器运行k次时的实际艏向与运行k‑1次时的实际艏向的差值得到一阶差分输出信息Δy(k)，以及控制器运行k‑1次时的实际艏向与运行k‑2次时的实际艏向的差值得到一阶差分输出信息Δy(k‑1)；然后计算一阶差分输出信息Δy(k)和Δy(k‑1)的差值得到二阶差分输出信息；将艏向误差e(k)、一阶差分输出信息Δy(k)、二阶差分输出信息Δy(k)‑Δy(k‑1)作为无模型自适应控制器的输入解算出期望输入u(k)，无模型自适应控制器基于控制输入准则函数构建得到。
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公开(公告)号：CN117519260A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311609507.2
申请日：2023-11-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 跨域型海洋能驱动机器人全局路径规划方法及规划系统，本发明涉及海洋能驱动机器人全局路径规划方法及规划系统。本发明为了解决现有规划方法只考虑了固定航行状态下的路程或能源最优问题，没有考虑机器人的航态切换而导致续航能力差的问题。过程为：获取跨域型海洋能驱动机器人航行区域的海洋环境信息；初始化海洋环境地图；基于航行状态计算海域栅格内机器人的能源消耗功率和能量转化功率；计算机器人在栅格内不同航行方向的速度；自起始栅格起，基于Theta*算法原理，计算拓展栅格的代价值，将代价值最低的拓展栅格加入规划路径，直到加入目标栅格，完成路径规划，机器人按照规划路径航行。本发明用于海洋能驱动机器人全局路径规划领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116929372B
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202310949793.0
申请日：2023-07-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 基于多能源捕耗建模的海洋机器人路径规划方法及系统，涉及海洋机器人自主控制技术领域。本发明是为了解决现有海洋能驱动机器人的路径规划方法，考虑因素不全面，从而导致路径规划精度低、续航能力差，难以满足实际需求的问题。本发明利用栅格法，结合海洋环境预报数据建立海流、海风、太阳辐射和大气云层的栅格海洋环境模型，提出动态海洋环境下能源最优全局路径规划方法，使路径规划更精确，海洋能驱动机器人具有更好的续航力。
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公开(公告)号：CN117193012A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311289513.4
申请日：2023-10-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 海洋机器人的高阶输出式无模型自适应航向控制方法及系统，属于海洋机器人控制技术领域。为了解决现有MFAC算法均存在的航向控制系统与MFAC控制器之间动态响应速度不匹配的问题。本发明首先计算控制器运行k次时的实际艏向与运行k‑1次时的实际艏向的差值得到一阶差分输出信息Δy(k)，以及控制器运行k‑1次时的实际艏向与运行k‑2次时的实际艏向的差值得到一阶差分输出信息Δy(k‑1)；然后计算一阶差分输出信息Δy(k)和Δy(k‑1)的差值得到二阶差分输出信息；将艏向误差e(k)、一阶差分输出信息Δy(k)、二阶差分输出信息Δy(k)‑Δy(k‑1)作为无模型自适应控制器的输入解算出期望输入u(k)，无模型自适应控制器基于控制输入准则函数构建得到。
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公开(公告)号：CN117148842A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311228543.4
申请日：2023-09-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 基于环境预报的风能驱动机器人省时全局路径规划方法，涉及海洋机器人路径规划技术领域，本申请根据环境预报数据和风能驱动机器人的速度预报，得到风浪流影响下的风能驱动机器人航速估算模型，本申请在风能驱动机器人航速估算模型中充分考虑了环境中海流和波浪对风能驱动机器人航行运动存在的影响，并依据风能驱动机器人的航行特点，设置搜索拓展方向和限制条件，完成航行时间代价函数设计，进而完成风能驱动机器人省时Dijkstra全局路径规划方法与系统设计，采用本申请方法完成的风能驱动机器人在时变风场中的全局路径为最优的全局路径，并且本申请搜索出的路径安全，且航时短。
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公开(公告)号：CN117519184A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311602503.1
申请日：2023-11-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 时变风场下风能驱动机器人局部路径规划方法及系统，具体涉及风能驱动机器人局部路径规划方法及系统。本发明的目的是为了解决现有风能驱动机器人如何在时变风场中航行，避开未知障碍物的问题。过程为：一：建立禁航区直方图；逆风航行时，建立逆风换舷直方图；二：当探测到障碍物时建立障碍物直方图；当风能驱动机器人避障时，考虑风能驱动机器人的航行约束，生成障碍物航行约束直方图；三：将禁航区直方图、逆风换舷直方图和障碍物直方图叠加得到合直方图，剔除不可航行方向，结合风能驱动机器人航速，根据风能驱动机器人航行方向寻优公式解算风能驱动机器人最佳航行方向，完成风能驱动机器人的局部路径规划。本发明属于海洋机器人技术领域。
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公开(公告)号：CN116929372A
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202310949793.0
申请日：2023-07-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 基于多能源捕耗建模的海洋机器人路径规划方法及系统，涉及海洋机器人自主控制技术领域。本发明是为了解决现有海洋能驱动机器人的路径规划方法，考虑因素不全面，从而导致路径规划精度低、续航能力差，难以满足实际需求的问题。本发明利用栅格法，结合海洋环境预报数据建立海流、海风、太阳辐射和大气云层的栅格海洋环境模型，提出动态海洋环境下能源最优全局路径规划方法，使路径规划更精确，海洋能驱动机器人具有更好的续航力。
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