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公开(公告)号：CN115187791B
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202210957903.3
申请日：2022-08-10
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 针对传统ORB算法因忽略图像颜色信息，对光照变化的鲁棒性较差，易造成误匹配的情况，本发明公开了一种融合颜色和尺度特征的ORB图像匹配方法。所述方法包括：首先使用颜色不变量模型对彩色图像进行预处理，求出图像的颜色不变量，以颜色不变量作为输入信息，建立积分图像，采用盒式滤波器建立尺度空间，使用快速Hession矩阵检测极值点，提取具有尺度不变性的特征点，然后使用rBRIEF算法得到特征描述符，最后采用汉明距离和改进RANSAC算法去除误匹配点。本发明在保证ORB算法特点的基础上，改善了ORB算法在颜色不同而对应灰度值相同区域正确匹配率低的问题，并且使算法具备尺度不变性，解决了特征点分布不均匀的情况，提高了图像发生尺度变化时匹配精度。
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公开(公告)号：CN115712244A
公开(公告)日：2023-02-24
申请号：CN202211427138.0
申请日：2022-11-15
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种基于事件触发的动力定位船舶H∞最优控制方法，所述方法包括：建立动力定位船舶的三自由度动力学模型和运动学模型；引入一个采样数据系统，将动力定位船的鲁棒H∞控制问题转化为二人零和差分博弈；利用事件触发的控制策略和时间触发的干扰策略，降低信号传递次数，仅当不满足触发条件时才更新事件触发控制器；同时，提出事件触发的并行学习算法，给出临界神经网络一种新的权重调整律，使控制输入有界。所提出方法避免了船舶动力定位系统在H∞控制设计中复杂的HJI不等式求解过程，减少了计算负担，不会产生不必要的信道占用，此外，提供最小采样时间的正下界以避免Zeno行为，即在有限的时间内出现无限次事件。
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公开(公告)号：CN115453914A
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202211277205.5
申请日：2022-10-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明公开了一种考虑海浪干扰的无人艇回收分布式决策仿真系统，完成海洋作业中母船对无人艇的自动回收任务。首先，搭建无人艇回收任务所需的仿真环境；基于DuelingNetwork算法设计决策模块，并针对应用场景优化神经网络结构，使决策模块具有短时记忆功能；实现分布式通信机制，将决策模块置于服务器端，环境模块置于客户端；最后，启动服务器与客户端程序，控制无人艇抽象的智能体完成回收任务。该系统针对实际复杂海况，设计模拟物理交互的仿真环境；采用深度强化学习算法，使得AI控制器应对复杂场景时，具有更强的鲁棒性，且让模型具有迁移学习能力；分布式通信机制将训练与控制独立运行，便于实现离线训练，同时可以实现远程控制效果。
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公开(公告)号：CN114564023B
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202210241308.X
申请日：2022-03-11
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 为解决快速变化的动态复杂场景下基于搜索的寻路算法中存在的算法效率低，路径局部最优等问题。在跳点搜索（jump point search,JPS）算法基础上，提出动态场景下的跳点搜索（dynamic jump point search,DJPS）路径规划方法。DJPS算法应对不同场景下的障碍物变化，设计一套完整的“跳点‑路径更新方案”，同时探索障碍物更新时可能出现的新“近路”，优化所求得路径以保证路径的最优性。为验证DJPS算法的有效性，设计多种复杂地图下的路径更新实验。本发明中仅对原始路径以及路径附近节点进行障碍物检测，且利用原算法中保存于OpenList以及CloseList中的跳点，相互连接得到的未寻路结束的“废弃路径”，限制每次寻路时的搜索长度，降低算法的时间复杂度和空间复杂度，实现动态场景下的跳点搜索方案。
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公开(公告)号：CN114815626B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202210621013.5
申请日：2022-06-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开一种舵鳍系统的预测自抗扰减摇控制方法，旨在解决舵鳍系统存在不确定扰动、状态耦合和输出延迟问题。分析船舶所受外力情况，建立三自由度船舶状态空间方程。针对不可观测状态，采用总扰动的思想解耦模型，分别设计纵摇自抗扰控制器和横艏摇预测观测器。横艏摇预测观测器在传统自抗扰的基础上尽可能多的保留原有的系统模型特性，只把状态耦合项、模型未知项、外部扰动等价为总扰动，单独考虑延迟问题。再利用强化学习不断地将系统的测量状态与模型的预测信息进行比较，并实时地修改预测模型和控制器参数，保证预测输出的准确度。最后利用二次规划求解舵角鳍角控制律。所述方法跟踪精度高，超调量小，减摇效果好。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115237139A
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202210959456.5
申请日：2022-08-10
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种考虑虚拟目标点的无人船路径规划方法，旨在解决无人船在路径规划中存在的易陷入局部极小值和目标不可达问题。对于目标不可达问题，创建斥力势场函数，根据测算目标与障碍物的间隔，促使目标所受斥力为零，使无人船可以到达目标点处。对于局部极小值问题，对各类障碍引起的局部极小值开展分析，结合模拟退火算法和人工势场法求解一般障碍导致的极小值点问题。针对非一般的U型障碍造成的局部极小值问题，给出虚拟目标点构造算法，通过建立虚拟目标点的改进算法来解决此类问题。仿真结果表明，与其它方法相比，本方法减少了由于斥力太大而导致的路径过长问题，不仅节省时间，而且优化了路径规划，从而加快了算法的速度。
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公开(公告)号：CN115195942A
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202210957887.8
申请日：2022-08-10
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 针对无人艇收放效率低且收放过程中无人艇易受海浪影响产生摆动的问题，设计一种具有减摇功能的无人艇收放装置。本发明装置由顶部一级滑道、顶部二级滑道、液压伸缩杆、减横摇系统、减纵摇系统、液位传感器、夹持系统、伺服电机、PLC控制器等部分组成。收放过程中通过夹持系统固定无人艇，顶部一级滑道、二级滑道、液压伸缩杆依次伸长收缩，完成收放过程。当母船受海浪影响产生横摇纵摇时，母船与装置整体产生相同方向相同角度倾斜，减横摇系统和减纵摇系统中的滚轴可在滚轴托架内转动，保持无人艇收放过程中在竖直方向上位姿稳定。本发明能有效减少无人艇收放过程中母船的横摇纵摇对无人艇的影响，收放效率高，稳定性好。
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公开(公告)号：CN114527647B
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN202111577126.1
申请日：2021-12-14
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应滑模变结构的船用起重机减摆控制方法，旨在解决船用起重机系统参数发生变化引发的控制器频繁整定控制参数的问题，具体包括：根据船用起重机系统的运动规律，对其动力学建模，采用非线性扩张观测器(NLESO)补偿系统未建模扰动，引入误差函数，获取滑模面的等效控制律，将负载质量等价为估计参数，设计对负载质量有先验认知的自适应律，分析及证明所述方法的渐进稳定性。本发明提升了船用起重机模型的准确性，有效减少了负载摆角，提高了响应速度，同时使系统具有较强的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN115061470A
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210761400.9
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 针对狭窄通道通过率较低且无法自主导航的问题，提出一种适用狭窄空间的无人车改进TEB导航方法，所述方法包括：构建含狭窄通道的环境栅格地图；利用改进RRT算法和改进TEB算法分别进行全局路径规划和局部路径规划，完成无人车的自主导航，保证了导航路线的安全性和可行性；通过添加位姿辅助点，在经过狭窄通道时调用定点规划算法，保证了狭窄通道的通过率；利用速度插补控制和S形速度规划分别优化自主导航和定点导航的输出速度，保证了输出曲线的平滑和导航过程的稳定性。通过gazebo仿真实验，验证了改进导航方法的可行性，且无人车在狭窄通道的通过率显著提升，输出自主导航和定点导航的速度曲线，两个阶段的速度曲线波动均小于0.05m/s。
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公开(公告)号：CN114879481A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210621008.4
申请日：2022-06-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 针对具有复杂水动力参数和非线性特性的船舶动力定位系统，本发明公开了一种鲁棒H∞抗干扰控制方法，具体包括以下步骤：建立动力定位船舶的三自由度动力学模型和运动学模型；将建立的数学模型转化为鲁棒H∞控制问题；构建存储函数使其满足耗散不等式；通过给出含有不确定性的非线性系统具有鲁棒H∞性能的充分条件，得到闭环系统具有局部鲁棒干扰抑制性能的状态反馈控制率。本发明通过设计非线性状态反馈控制率克服了系统固有的非线性特性，解决了动力定位系统中水动力参数复杂且难以整定的技术问题，提出的鲁棒H∞控制方法在保证控制稳定性的同时，还能有效地降低模型的复杂度和控制过程中的计算量。
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