公开(公告)号：CN114594783A

公开(公告)日：2022-06-07

申请号：CN202111575635.0

申请日：2021-12-21

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  王亚凯 ,  林德福 ,  莫雳 ,  宋韬 ,  周天泽 ,  陈祺 ,  刘明成 ,  郎帅鹏 ,  孙之问 ,  王昭舜

IPC: G05D1/10

Abstract: 本发明公开了一种基于全过程约束的四旋翼实时轨迹规划及降落控制方法，该方法中，通过通信系统获得降落平台的运动信息，通过其携带的传感器获得其自身的运动信息，即可获得一组相对距离和相对速度信息，当距离较近时，通过视觉传感器直接获得相对距离和相对速度信息，其精度较高；进而获得估计的降落时间，基于预测时域，将所述降落时间分为固定份数，每份之间的临界点即为采样点，估计出飞行器在每个采用点处的状态向量，并据此控制飞行器沿着估计轨迹飞行，到达第一个采样点后，重复上述步骤，重新估计轨迹，再次控制飞行器到达第一个采样点；直至飞行器到达降落平台，完成飞行器降落。

公开(公告)号：CN114815592A

公开(公告)日：2022-07-29

申请号：CN202110121733.0

申请日：2021-01-28

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  郎帅鹏 ,  林德福 ,  杨希雯 ,  王亚凯 ,  丁宇 ,  刘明成 ,  毛杜芃 ,  周天泽

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种三角翼飞行器容错控制方法，该方法中，通过建立并发学习神经网络，在基础控制器的基础上引入容错机制，使得无人飞行器发生故障后，飞行器能够在线处理并解决，实现在某种可接受的状态下继续工作。同时，并发学习可以记录历史数据，在没有持续激励的情况下保证神经网络权重的收敛，进而可以执行要求更高的任务。

公开(公告)号：CN114326438A

公开(公告)日：2022-04-12

申请号：CN202111660133.8

申请日：2021-12-30

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  周天泽 ,  林德福 ,  莫雳 ,  宋韬 ,  王亚凯 ,  陈祺 ,  刘明成 ,  郎帅鹏 ,  孙之问 ,  王昭舜

IPC: G05B17/02

Abstract: 本发明公开了一种基于控制障碍函数的安全强化学习四旋翼控制系统，包括仿真平台和控制器，所述接收仿真模型输出的状态量，向无人机或仿真模型输出控制指令，所述控制器包括强化学习子控制器和控制障碍函数子控制器，通过控制障碍函数与近端策略优化法结合的方式，解决了强化学习类的控制器安全性低的问题，提高了系统的稳定性。

公开(公告)号：CN112650306A

公开(公告)日：2021-04-13

申请号：CN202011566611.4

申请日：2020-12-25

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  丁宇 ,  林德福 ,  王亚凯 ,  杨希雯 ,  郎帅鹏 ,  刘明成 ,  毛杜芃 ,  周天泽

IPC: G05D1/12

Abstract: 本发明公开了一种基于动力学RRT*的无人机运动规划方法，所述方法包括以下步骤：步骤1，检测获得环境信息；步骤2，建立无人机运动规划模型；步骤3，获得无人机避障规划运动路径。本发明公开的基于动力学RRT*的无人机运动规划方法，无需对搜索区域进行几何划分，搜索空间的覆盖率高，搜索的范围广，可以尽可能的探索未知区域，增强了无人机运动规划的目的性和灵活性，能够使无人机快速地规划出符合动力学约束的安全可行的渐进最优路径，解决多自由度无人机在复杂环境下和动态环境中的运动规划。

公开(公告)号：CN112414401B

公开(公告)日：2023-02-28

申请号：CN202011233365.0

申请日：2020-11-06

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  周天泽 ,  林德福 ,  王亚凯 ,  杨希雯 ,  郎帅鹏 ,  刘明成 ,  毛杜芃

IPC: G01C21/16 ,  G01C21/20 ,  G05D1/10 ,  G06N3/0464

Abstract: 本发明公开了一种基于图神经网络的无人机协同定位系统及方法，包括多个无人机、服务器和无人机仿真平台，通过在无人机仿真平台上建立神经网络训练模型获得无人机上搭载的图神经网络模型，使得无人机能够自主生成控制指令，实现多无人机的协同定位。本发明提供的基于图神经网络的无人机协同定位系统及方法，采用去中心化的控制系统，对服务器要求低，可实现无人机的实时控制，并且定位准确度高，抗干扰能力强。

公开(公告)号：CN112882493A

公开(公告)日：2021-06-01

申请号：CN202110114079.0

申请日：2021-01-27

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  王亚凯 ,  林德福 ,  杨希雯 ,  周天泽 ,  王治霖 ,  丁宇 ,  郎帅鹏 ,  刘明成 ,  毛杜芃

IPC: G05D1/10 ,  G06F17/11

Abstract: 本发明公开了一种基于分布式最优能量MPC的集群协同部署方法，通过多个无人机自组网通讯，各无人机自主生成控制指令，实现无人机群的协同部署。本发明所述的基于分布式最优能量MPC的集群协同部署方法，基于分布式模型预测控制方法，建立最优控制方程，通过求解哈密顿方程得到次优解析解，极大地减少优化过程的计算量，实现实时轨迹的生成，具有无需中央服务器控制、集群无人机数量多、无人机密集程度高等诸多优点。

公开(公告)号：CN115079714A

公开(公告)日：2022-09-20

申请号：CN202110271559.8

申请日：2021-03-12

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  刘明成 ,  林德福 ,  毛杜芃 ,  王亚凯 ,  丁宇 ,  郎帅鹏 ,  杨希雯 ,  周天泽

IPC: G05D1/10 ,  G05D1/08

Abstract: 本发明公开了一种基于自适应非线性模型预测控制的四旋翼无人机避障系统，该系统包括地面任务管理系统、传感系统、自适应非线性模型预测避障系统和动力系统。本发明还公开了一种基于自适应非线性模型预测控制的四旋翼无人机避障方法，该方法包括以下步骤：步骤1，获取无人机目标轨迹信息和障碍物信息；步骤2，获取无人机的实时状态；步骤3，根据步骤1和步骤2的信息，获得控制指令。本发明提供的基于自适应非线性模型预测控制的四旋翼无人机避障方法，能够同时解决四旋翼无人机飞行控制中的故障处理和障碍规避两大难题，显著提高飞行性能。

公开(公告)号：CN112882493B

公开(公告)日：2022-04-05

申请号：CN202110114079.0

申请日：2021-01-27

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  王亚凯 ,  林德福 ,  杨希雯 ,  周天泽 ,  王治霖 ,  丁宇 ,  郎帅鹏 ,  刘明成 ,  毛杜芃

IPC: G05D1/10 ,  G06F17/11

Abstract: 本发明公开了一种基于分布式最优能量MPC的集群协同部署方法，通过多个无人机自组网通讯，各无人机自主生成控制指令，实现无人机群的协同部署。本发明所述的基于分布式最优能量MPC的集群协同部署方法，基于分布式模型预测控制方法，建立最优控制方程，通过求解哈密顿方程得到次优解析解，极大地减少优化过程的计算量，实现实时轨迹的生成，具有无需中央服务器控制、集群无人机数量多、无人机密集程度高等诸多优点。

公开(公告)号：CN113721188A

公开(公告)日：2021-11-30

申请号：CN202110903143.3

申请日：2021-08-06

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  杨希雯 ,  林德福 ,  王亚凯 ,  陈祺 ,  周天泽

IPC: G01S5/02 ,  G01S5/00

Abstract: 本发明公开了一种拒止环境下的多无人机自身定位与目标定位方法，该方法中，通过在地面设立绝对位置已知的基站，并由基站提供与其通信的无人机之间的相对距离和角度信息，将基站提供的信息与无人机之间测量的相对位置信息以及无人机探测得到的目标信息用卡尔曼滤波算法进行融合，从而获得无人机、目标位置信息，再解算出观测无人机和中转无人机的航向角，并据此控制无人机进一步调整位置，再次得到新的探测信息，持续重复该过程，逐步提升获得的无人机、目标位置信息精度，以使得满足使用需求。

公开(公告)号：CN113074715A

公开(公告)日：2021-07-06

申请号：CN202110252930.6

申请日：2021-03-08

Applicant: 北京理工大学

Inventor： 张福彪 ,  杨希雯 ,  林德福 ,  王亚凯 ,  陈祺 ,  周天泽

IPC: G01C21/00 ,  G01C21/08 ,  G01C21/16 ,  G01C21/20 ,  G01C3/00

Abstract: 本发明公开了一种无人机高精度目标定位方法，该方法将光电吊舱与导航模块之间的安装误差引入数学模型中，通过多点定位的方式消除传感器随机误差，从而能够在低成本条件下对远距离目标做精确定位，而且辨识出的安装角也可用于对目标定位有实时需求的场景中。