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公开(公告)号：CN119847136A
公开(公告)日：2025-04-18
申请号：CN202411201610.8
申请日：2024-08-29
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明一种基于跳点搜索法的无人艇电子海图路径规划方法，包括以下步骤：获取电子海图作业区域的电子海图信息；建立电子海图信息的作业区域栅格地图，确定起始点与终点目标点；依托作业区域栅格地图、起始点和终点目标信息，应用跳点搜索算法，根据当前航路点方向和基于搜索跳点的方法来扩展后续航路点，求解得到无人艇的初始航行路径；利用最小二乘法对无人艇的初始航行路径进行优化，得到无人艇航行的直线路径；再通过布雷森汉姆算法对无人艇航行的直线路径进行优化，得到无人艇航行的最优路径。本发明优化了目标到达路径，使得无人艇执行作业时间更短、动能损耗更低、转弯次数更少、路径轨迹最佳。
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公开(公告)号：CN119065372A
公开(公告)日：2024-12-03
申请号：CN202411168293.4
申请日：2024-08-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种基于非合作博弈的无人艇集群路径跟踪控制器，用以对欠驱动无人艇进行控制，包括：基于视距制导的标称制导律模块、基于非合作博弈的参数更新律模块、基于控制障碍函数的安全制导律模块、安全约束与输入约束；所述参数更新律模块接收来自通讯网络的路径参数及无人艇路径参数的估计值，所述参数更新律模块输出更新律参数至标称制导律模块，所述参数更新律模块输出路径参数及对其他无人艇路径参数的估计值至通讯网络；本发明提出的基于非合作博弈的无人艇集群路径跟踪控制方法，考虑了欠驱动无人艇与静态碍航物、动态碍航物和邻居无人艇之间的避障避碰问题，在保障无人艇安全的前提下实现了多无人艇协同路径跟踪编队控制。
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公开(公告)号：CN118936471A
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202410974578.0
申请日：2024-07-19
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供了一种任意多边形区域大规模无人艇群的覆盖路径规划方法，涉及船舶与海洋工程技术领域，包括如下步骤：S1、选取多边形任务区域，建立多边形任务区域的栅格地图，S2、建立优化模型，使用优化模型对栅格地图进行优化，生成覆盖率更高的栅格地图；S3、采用区域划分算法在生成覆盖率更高的栅格地图上按比例划分区域为每个无人艇分配任务区域；采用生成树算法在每个无人艇的任务区域内生成覆盖路径。本发明不仅能够高效地覆盖矩形任务区域，更能够灵活地适应多边形任务区域，显著提高了实际应用中的灵活性和适用性。
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公开(公告)号：CN118915753A
公开(公告)日：2024-11-08
申请号：CN202411005119.8
申请日：2024-07-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种基于各向异性感知的无人艇动态覆盖方法，包括：构建无人艇的运动学模型；基于构建的无人艇的运动学模型，设计传感器累计覆盖水平；基于构建的无人艇的运动学模型，设计标称动态覆盖控制律；基于构建的无人艇的运动学模型，设计避碰控制律；基于构建的无人艇的运动学模型，设计安全动态覆盖控制律。本发明针对多艘无人艇，设计了基于锥形传感器的动态覆盖方法，无需根据实际的海况重新规划轨迹，节省了大量的计算资源和时间；在此基础上，设计了基于锥形避碰函数的避碰控制算法，实现了无人艇间的安全避让以及与障碍物的有效避障。
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公开(公告)号：CN118311872A
公开(公告)日：2024-07-09
申请号：CN202410556112.9
申请日：2024-05-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明一种多无人艇双边优化安全追逃博弈控制器设计方法，包括以下步骤：基于M个追踪艇位置以及M个逃跑艇位置，设计分配策略，将M个追踪艇和M个逃跑艇一对一进行追踪锁定；基于安全关键型追逃制导律和追踪无人艇基于预估误差设计神经网络的更新律设计追踪无人艇的动力学控制器；基于安全关键型追逃制导律和逃逸无人艇基于预估误差设计神经网络的更新律设计逃逸无人艇的动力学控制器；基于追踪无人艇的动力学控制器和逃逸无人艇的动力学控制器分别对追踪无人艇和逃逸无人艇进行控制，实现M个追踪艇和M个逃跑艇安全追逃博弈过程的控制，本方法无需任何先验模型参数，可以更好地适应不同环境和船舶特性的变化，提高了协同追捕任务的鲁棒性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118244768A
公开(公告)日：2024-06-25
申请号：CN202410344535.4
申请日：2024-03-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种基于事件触发无人船数字孪生模型的平行控制器，包括无人船数字孪生模型、状态事件触发器、实际无人船、运动学制导律、动力学控制律和控制输入事件触发器；所述无人船数字孪生模型接收来自控制输入事件触发器的触发后的前向推力和转向力矩和状态事件触发器的触发后的实际无人船位置信息、速度信息、加速度信息，发送虚拟无人船前向速度、艏摇角速度、前向速度方向建模误差、艏摇角速度方向建模误差以及系统总扰动预测值到动力学控制律；本发明利用元学习技术精准捕获不同海况下环境无关特征项，克服了传统的基于数据统计的建模方法环境适应能力弱的缺点，实现了不同海况下无人船模型动态特征的有效积累。
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公开(公告)号：CN118012111A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410117055.4
申请日：2024-01-26
Applicant: 大连海事大学 , 上海交通大学 , 湖北三江船艇科技有限公司
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明提供了一种三维空间强化学习路径规划方法，包括如下步骤：S1、设定无人水下潜航器在水下环境中的路径规划任务场景，构建无人水下潜航器路径规划控制目标；S2、确定马尔可夫模型的五元组；S3、建立柔性演员‑评论家算法框架；将柔性演员‑评论家算法框架与策略参数相结合，将噪声作为状态的函数合并，得到平滑的探索路径，然后初始化无人水下潜航器状态；S4、进行训练，获取无人艇集群的训练样本数据，然后输出探索路径；本发明提出了一种能够平衡能量消耗与航行距离，并且能在三维空间作业领域中得到广泛应用的路径规划控制器结构及设计方法。
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公开(公告)号：CN118012057A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410117061.X
申请日：2024-01-26
Applicant: 大连海事大学 , 上海交通大学 , 深圳市镭神智能系统有限公司
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种面向无人艇集群多目标追踪策略的强化学习推理方法，包括如下步骤：S1、基于单体无人艇离散动力学模型构建多目标追踪控制目标；S2、采用分布式马尔可夫模型对无人艇集群多目标追踪控制问题进行建模并确定分布式部分可观测马尔可夫模型的五元组；S3、根据构建的模型五元组，建立多智能体深度确定性策略梯度算法框架；S4、将硬注意力机制融入多智能体深度确定性策略梯度算法框架；S5、设定网络训练参数进行训练，获取无人艇集群的状态信息，输出最优控制策略；本发明将博弈论原理引入多智能体深度确定性策略梯度算法的奖励函数优化，通过优化各无人艇间的任务分配，实现了无人艇集群在多目标追踪任务中的最佳协同。
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公开(公告)号：CN117590847A
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311519025.8
申请日：2023-11-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种欠驱动无人艇平行路径跟踪控制器，涉及欠驱动无人艇路径跟踪控制技术领域，包括实际欠驱动无人艇系统、虚拟欠驱动无人艇系统、运动学控制器、滤波器、动力学控制器和路径参数更新律；所述实际欠驱动无人艇系统接收来自动力学控制器的纵向推力和艏摇方向转向力信息；所述实际欠驱动无人艇系统发送无人艇的位置、艏摇角信号和无人艇的速度信息至虚拟欠驱动无人艇系统；本发明构建了一个与实际欠驱动无人艇系统平行互动的虚拟欠驱动无人艇系统，通过使实际欠驱动无人艇系统趋向虚拟欠驱动无人艇系统，实现了欠驱动无人艇模型的实时更新和数据交互，从而构建完整的无人艇数字孪生运动模型。
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公开(公告)号：CN117270528A
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202311174153.3
申请日：2023-09-12
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明一种无人艇追逃博弈控制方法及控制器，基于追捕无人艇运动学数学模型和逃逸无人艇运动学数学模型，分别构造追逃优化代价函数和博弈化代价函数，设计了基于非线性模型预测方法的无人艇博弈控制器和无人艇追逃控制器，在对自身最不利的情况下评估追捕无人艇和逃逸无人艇的最佳策略；然后根据评估的对手策略得到自己的最佳博弈策略；考虑包括非线性无人艇运动学模型约束、速度约束、角速度约束、边界约束、避障约束在内的多约束条件下，无人艇博弈双方均通过最大最小优化求解方法，在多约束条件下得到了最优的追逃博弈策略，使得追捕无人艇和逃逸无人艇达到了纳什均衡状态。该方法提高了非合作运动场景中无人艇的对抗性。
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