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公开(公告)号:CN118295427B
公开(公告)日:2024-08-20
申请号:CN202410717853.0
申请日:2024-06-04
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及水下航行器的控制技术领域,具体涉及一种基于时间序列预测的水下分布式状态观测编队控制方法,包括:获取虚拟领航AUV在广义坐标下的动力学模型;获取跟随AUV对应的带宽受限的初始分布式观测器;获取跟随AUV对应的分布式观测器;预测AUV编队的轨迹,并对AUV编队进行控制。本发明有效地缓解了时延和通信中断对带宽受限下分布式观测器的影响,为编队控制的稳定性和可靠性提供了有力支持,从而预测得到准确的AUV编队的轨迹。
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公开(公告)号:CN118192273B
公开(公告)日:2024-07-30
申请号:CN202410570519.7
申请日:2024-05-09
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本公开实施例是关于一种面向海洋探测场景的AUV集群分层式敏捷协同控制方法。本公开实施例首先针对海洋探测场景特点和任务需求,分析AUV集群的群体性能,提出了AUV集群分层协同控制架构;进而,面向分层式协同控制架构,根据海上区域探测封控的高动态拓扑、高突发性探测数据等网络特征,建立了分层式集群敏捷协同网络模型;最后,AUV集群分层协同控制架构与分层式集群敏捷协同网络模型,结合信息融合结果,分析协同控制架构的控制目标和控制需求,给出对应的编队控制方法。
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公开(公告)号:CN116101464A
公开(公告)日:2023-05-12
申请号:CN202211154700.7
申请日:2022-09-20
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种无人水下航行器含有动态参数的变阶次模糊逻辑控制方法,采用含有分数阶微积分的单输入模糊逻辑控制器,比例因子随给定深度和实时深度的大小的变化而变化。同时,为了解决分数阶次在[0 1]区间内时深度会出现朝背离给定深度方向变化和在外部扰动情况下的控制的问题,采用了一种变阶次的方法。被控系统在保持深度控制精度的同时,使其他变量表现出更好的暂态和稳态性能。同时,算法较为简单,且有较好的鲁棒性和抗干扰能力。通过非支配多目标遗传算法(NSGA‑Ⅱ)找到pareto最优解集,更符合实际的工程需要。此外,给出了UUV深度控制示例,以显示出算法的实时性与鲁棒性。
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公开(公告)号:CN119916812A
公开(公告)日:2025-05-02
申请号:CN202510410915.8
申请日:2025-04-02
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明涉及无人艇路径规划技术领域,具体涉及一种基于避障改进斥力势场的海洋无人系统智能路径规划方法,包括:建立水面无人艇的工作环境的人工势场;构建虚拟环境斥力势场坐标系;建立虚拟环境斥力势场;建立速度斥力势场;对水面无人艇进行路径规划。本发明针对静态障碍物引入了虚拟环境斥力势场、针对动态障碍物引入了速度斥力势场,从而使得无人艇在传统人工势场法的基础上有效躲避障碍物,进而得到最优规划路径。
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公开(公告)号:CN115268474B
公开(公告)日:2024-10-25
申请号:CN202210933642.1
申请日:2022-08-04
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及一种基于改进Dubins曲线的水下航行器编队方法,令水下航行器群同时入水,后以同样的加速度达到巡航速度并保持该巡航速度直至下潜到目标水平面,此时使用改进后的Dubins曲线方法进行路径规划,最终达到集群编队生成的目的。使用本发明的路径规划方法可以在不改变速度的情况下使得所有航行器同时到达指定目的地,达到编队生成的目的。大大降低了水下航行器集群编队生成过程中对每个航行器速度进行监控调整的需求,从而极大提高了水下航行器编队生成的效率,因此可以广泛在工程上应用于解决编队生成的实际问题。
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公开(公告)号:CN118293924B
公开(公告)日:2024-08-20
申请号:CN202410717841.8
申请日:2024-06-04
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及水下航行器导航技术领域,具体涉及一种基于USBL距离量测信息的多UUV协同导航方法及其系统,包括对每个从航行器预定航行轨迹,并设定主航行器为初始化状态;建立每个从航行器以及主航行器的运动学模型;获取主航行器的航行轨迹;每个从航行器沿着预定的航行轨迹进行航行,同时,主航行器按照规划的航行轨迹运动,每个从航行器根据交互的信息利用迭代扩展卡尔曼滤波算法修正导航误差;每个从航行器根据修正后的导航继续航行。本发明基于预先设定的从UUV轨迹,综合时间差分法与分层强化学习算法,对主UUV进行运动规划,之后在导航过程中利用迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)算法进行状态估计,从而有效提升从UUV的定位精度。
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公开(公告)号:CN116101464B
公开(公告)日:2024-07-02
申请号:CN202211154700.7
申请日:2022-09-20
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种无人水下航行器含有动态参数的变阶次模糊逻辑控制方法,采用含有分数阶微积分的单输入模糊逻辑控制器,比例因子随给定深度和实时深度的大小的变化而变化。同时,为了解决分数阶次在[0 1]区间内时深度会出现朝背离给定深度方向变化和在外部扰动情况下的控制的问题,采用了一种变阶次的方法。被控系统在保持深度控制精度的同时,使其他变量表现出更好的暂态和稳态性能。同时,算法较为简单,且有较好的鲁棒性和抗干扰能力。通过非支配多目标遗传算法(NSGA‑Ⅱ)找到pareto最优解集,更符合实际的工程需要。此外,给出了UUV深度控制示例,以显示出算法的实时性与鲁棒性。
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公开(公告)号:CN115268474A
公开(公告)日:2022-11-01
申请号:CN202210933642.1
申请日:2022-08-04
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及一种基于改进Dubins曲线的水下航行器编队方法,令水下航行器群同时入水,后以同样的加速度达到巡航速度并保持该巡航速度直至下潜到目标水平面,此时使用改进后的Dubins曲线方法进行路径规划,最终达到集群编队生成的目的。使用本发明的路径规划方法可以在不改变速度的情况下使得所有航行器同时到达指定目的地,达到编队生成的目的。大大降低了水下航行器集群编队生成过程中对每个航行器速度进行监控调整的需求,从而极大提高了水下航行器编队生成的效率,因此可以广泛在工程上应用于解决编队生成的实际问题。
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公开(公告)号:CN119714303A
公开(公告)日:2025-03-28
申请号:CN202510225479.7
申请日:2025-02-27
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G01C21/20 , G01S15/88 , G01S15/08 , H04B7/185 , H04W64/00 , H04W4/02 , H04W4/06 , H04W84/06 , H04W88/04 , G06N3/006
Abstract: 本申请属于水下导航定位技术领域。本申请提供一种基于分层中继节点的多海上无人系统的协同导航定位方法。本公开实施例通过对从海上无人系统进行层级划分,利用改进的粒子群算法选取最优参考节点组合,得到第一层参考节点和第二层节点;根据第一层参考节点和第二层节点构建第一距离量测模型和第二距离量测模型,并结合宽带信号实现整体集群的中继节点通信网络构建;计算第一误差修正位置和第二误差修正位置,以实现海上无人系统集群的协同导航定位。可解决由于从海上无人系统数量增多造成主海上无人系统通信负担严重、通信网络连通性差、系统可观测性弱、集群位置信息利用率低引起从海上无人系统定位误差无法修正,集群协同导航定位失败等问题。
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公开(公告)号:CN118393969B
公开(公告)日:2024-09-17
申请号:CN202410817763.9
申请日:2024-06-24
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明涉及无人自主潜水器协同控制技术领域,具体涉及一种异构潜水器集群敏捷协同控制器及集群协同控制方法,包括:集群方案数据库模块、集群任务控制模块、集群探测控制模块、集群通信控制模块、集群状态信息管理模块以及集群队形保持控制模块。本发明实现了不同结构潜水器之间的通信、信息交互以及协同控制操作,建立了水下无人集群节点探测和通信融合的信息互联互通机制,降低集群化升级对各自平台体系的影响。
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