一种面向船舶轨迹重现任务的高精度路径跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN118331270A

    公开(公告)日:2024-07-12

    申请号:CN202410493170.1

    申请日:2024-04-23

    Abstract: 本发明公开了一种面向船舶轨迹重现任务的高精度路径跟踪控制方法,所述方法包括以下步骤:基于AIS数据的航路点,根据逻辑虚拟船LVS获取虚拟参考路径;基于虚拟参考路径,根据逻辑虚拟船LVS的数学模型与USV的非线性数学模型获取USV制导律;基于跟踪距离判定策略,根据USV制导律获取USV虚拟控制律,以获取动态面信号导数;根据获取的动态面信号导数获取USV控制器的中间变量,并采用迭代控制技术根据中间变量构建USV容错控制器;根据USV容错控制器控制USV对虚拟参考路径进行实时路径跟踪控制。本发明解决了传统的制导算法的参考路径无法对短距离或不规则产生的航路点进行路径跟踪任务;且现有的控制算法仅适用于开阔水域的船舶路径跟踪,无法满足某些特定水域的高跟踪精度需求,此外船舶路径跟踪过程中可能会存在输入饱和或者计算负载过大的问题,从而导致执行器发生故障,这也成为了亟待解决的问题。

    基于同步制导的机/船协同多元任务事件触发控制方法

    公开(公告)号:CN117193344B

    公开(公告)日:2024-03-15

    申请号:CN202311224902.9

    申请日:2023-09-21

    Abstract: 本发明公开了一种基于同步制导的机/船协同多元任务事件触发控制方法,建立无人船‑无人机协同系统的非线性系统模型,对系统中无人机的参考姿态/速度进行实时规划,并构建海事回行搜寻制导律使得机/船协同系统能够执行多元时间同步的任务;设计无人船‑无人机协同系统的虚拟控制器,通过引入模糊逻辑系统逼近模型不确定项,让权值估计器和虚拟控制器同时对模糊逻辑系统的权重进行在线更新,以消除无人船‑无人机协同系统的非线性系统模型的运动学误差;通过构建基于经验辅助的事件触发控制机制,以设计无人船‑无人机的姿态控制器与自适应律;减少了通信信道的占用,降低了通信负担,使系统在有效减小通信负担的同时也可以达到良好的控制效果。

    一种切换通讯拓扑下无人船编队规划与制导方法及系统

    公开(公告)号:CN113110467B

    公开(公告)日:2024-02-02

    申请号:CN202110437078.X

    申请日:2021-04-22

    Abstract: 本发明公开了一种切换通讯拓扑下无人船编队规划与制导方法及系统,系统包括路径导引包含运动生成器模块、分布式路径参数更新模块、双偶极向量场模块、基于向量场的制导律模块以及通讯网络;本发明采用路径导引包含运动生成器模块实现了多种包含操纵编队队形,提高了多个无人船之间协同的灵活性和对复杂的海洋环境下的适应性;采用通讯层和制导层独立分开设计,实现了通讯和制导的解耦,提高了设计和实现的灵活性;采用基于向量场的制导律来跟踪参考点,实现了欠驱动多无人船在初始暂态过程以及在编队切换的过程中的平滑过渡。

    一种智能船舶增强现实助航信息显示方法

    公开(公告)号:CN115824250A

    公开(公告)日:2023-03-21

    申请号:CN202211263196.4

    申请日:2022-10-14

    Abstract: 本发明公开了一种智能船舶增强现实助航信息显示方法,包括:在ROS计算图下的多传感器数据通信模块、相机外参估计模块以及AR助航信息显示模块,多传感器数据通信模块用于船载LiDAR、相机、IMU/RTK等传感器数据通信及发布话题,相机外参估计模块用于通过ESKF(误差状态卡尔曼滤波)方法融合LiDAR和IMU/RTK的测量数据以准确估计相机外参及发布话题,AR助航信息显示模块,用于将三维AR助航信息转换至相机坐标系,并通过虚实相机匹配完成AR助航信息的精确渲染显示。本发明提供了一种智能船舶增强现实助航信息显示方法,解决了现有技术中相机外参估计方法较单一、精度较低,多传感器之间数据通信繁杂,以及助航信息显示中渲染数据与真实相机参数不对应的问题。

    一种船舶甲板浸没角直接计算方法

    公开(公告)号:CN114925443A

    公开(公告)日:2022-08-19

    申请号:CN202210424534.1

    申请日:2022-04-21

    Abstract: 本发明公开了一种船舶甲板浸没角直接计算方法,包括如下步骤:建立坐标系;建立船舶外壳及所有舱室的三维光刻格式模型即STL模型;按照甲板高度所在平面,切割STL模型获取甲板边线离散点;读取进水点坐标,计算船舶总载重量、重心坐标;计算各个横倾角度下船舶平衡状态时的水线面方程;计算甲板边线离散点数组各个点的浸没角;计算最终甲板浸没角。本发明基于STL模型计算船舶甲板浸没角,STL模型三维数据格式简单,在与甲板所在平面求交时算法简单,易于编程实现。本发明通过求解平衡方程组,直接计算任意吃水及吃水差下的进水点,并通过编程实现,计算的误差小于0.05度,使计算精度显著提高。

    一种基于实船电子海图数据的环境势场建模方法

    公开(公告)号:CN113935170A

    公开(公告)日:2022-01-14

    申请号:CN202111203799.0

    申请日:2021-10-15

    Abstract: 本发明公开了一种基于实船电子海图数据的环境势场建模方法,包括以下步骤:接收实船电子海图系统提供的点、线和面状结构的矢量电子海图数据;建立点、线和面状海图要素的环境势场模型,用以描述船舶航行环境中的可航区区域和不可航区域;对面状海图数据进行逆时针排序后,基于R‑函数理论建立复杂多边形的隐式方程,采用凸包递减技术实现任意复杂面状海图要素的环境势场自动建模。本发明解决了复杂几何图形的环境势场精确、高效和自动建模问题,对于基于人工势场法和矢量电子海图数据的无人船避碰研究及其工程化应用具有十分重要的意义。

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