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公开(公告)号:CN113625720B
公开(公告)日:2024-05-10
申请号:CN202110952444.5
申请日:2021-08-19
Applicant: 中国舰船研究设计中心
Abstract: 本发明公开了一种无人艇自主航行控制算法仿真评估系统,包括:待测试的航行自主控制器,用于按照无人艇通信协议分别与无人艇运动学模型以及无人艇操控软件进行通信;仿真模型建立模块,用于建立无人艇运动学模型和影响无人艇运动的环境模型;障碍目标仿真模块,用于根据障碍目标的经纬度、航速、航向、大小、障碍类型,模拟无人艇感知系统输出的障碍目标报文;自主航行控制算法评估模块,用于根据无人艇自主航行控制任务对自主航行控制算法进行评估。本发明通过建立无人艇本艇模型、环境模型、模拟目标模型,使无人艇自主航行控制器在没有实艇的状态下进行调试及评估;并且软件硬件定型后可直接用于实艇,加快无人艇软硬件开发迭代速度。
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公开(公告)号:CN116594390A
公开(公告)日:2023-08-15
申请号:CN202310527886.4
申请日:2023-05-10
Applicant: 中国舰船研究设计中心
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于速度障碍法的无人艇多目标避碰方法及无人艇,该方法包括:速度障碍法,用于确定不可通行航向;考虑避碰规则的目标障碍区域膨胀方法,当发生对遇局面时,在障碍目标的右方增加膨胀区域;当发生交叉相遇局面时,在障碍目标的前方增加膨胀区域;基于轮盘的多目标避碰航向选择方法:划定本艇初始的航向可行域;利用考虑避碰规则的目标障碍区域膨胀方法得到每一个障碍目标的膨胀区域,再利用速度障碍法得到不可通行航向;从航向的可行域中去除不可通行航向,最后选择一航向作为最终的避碰修正航向,进行避碰控制。本发明能够在考虑国际海上避碰规则的情况下,实现对单个或多个动态或静态目标完成避碰动作。
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公开(公告)号:CN114019827A
公开(公告)日:2022-02-08
申请号:CN202111214855.0
申请日:2021-10-19
Applicant: 中国舰船研究设计中心
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明公开了一种基于数字孪生的无人艇虚拟化平台,包括:无人艇模型,用于在模拟环境中,根据所给的动力参数,完成航速与航向的预测与仿真;模拟作业系统,用于根据无人艇的作业要求,在虚拟化无人艇及设备的基础上,通过搭建模拟环境,完成作业模拟;监控预警系统,用于根据接入的实艇实时数据,更新模拟无人艇参数,完成对无人艇的状态监控和作业监控;设备建模系统,针对无人艇所搭载的感知设备,完成虚拟环境感知;显控可视化系统,通过接入实艇实时数据,更新模拟无人艇参数,实时可视化显示无人艇状态。本发明可以全方位的进行无人艇数字信息可视化,通过数字化无人艇接收真实的无人艇数据进行无人艇运行状态实时监控。
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公开(公告)号:CN113741433A
公开(公告)日:2021-12-03
申请号:CN202110948357.2
申请日:2021-08-18
Applicant: 中国舰船研究设计中心
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种水面无人船的分布式编队方法,包括以下步骤:1)基于虚拟结构法建立无人船集群数学模型;2)根据无人船集群数学模型获得第i艘无人船跟踪误差动态模型;3)根据编队任务进行无人船航行路径和速度规划;4)根据第i艘无人船跟踪误差动态模型和无人船速度规划,确定纵荡速度和艏摇角速度的虚拟控制量,进而获得第i艘驱动无人船运动的推进力和力矩向量的虚拟控制量;5)根据步骤4)中的驱动无人船运动的推进力和力矩向量的虚拟控制量,控制无人船完成编队任务。本发明路径规划中将无人艇与目标点或障碍物的距离直接与无人艇的速度挂钩,可快速得到无人艇的规划航行路径。
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公开(公告)号:CN113625725A
公开(公告)日:2021-11-09
申请号:CN202111027608.X
申请日:2021-09-02
Applicant: 中国舰船研究设计中心
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇路径跟踪控制方法,该方法包括以下步骤:1)设定期望跟踪路径,将期望跟踪路径离散化形成期望路径点阵;2)判断无人艇距离期望路径点阵的起始点的距离;3)根据设计参数和无人艇位置确定参考点的位置,根据路径曲率信息求得参考点处的曲率,然后根据制导算法公式求得加速度:4)计算由加速度引起的在Δt时间内航向角改变量;5)根据航向角改变量和当前无人艇航向角计算得到期望航向角;6)由期望航向和无人艇实际航向得到的航向偏差信息,计算得到当前时刻无人艇的舵角输出值,将其发送给底层执行机构,实现路径跟踪。本发明方法不依赖于无人艇精确数学模型,可跟踪任意类型路径。
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公开(公告)号:CN113625720A
公开(公告)日:2021-11-09
申请号:CN202110952444.5
申请日:2021-08-19
Applicant: 中国舰船研究设计中心
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种无人艇自主航行控制算法仿真评估系统,包括:待测试的航行自主控制器,用于按照无人艇通信协议分别与无人艇运动学模型以及无人艇操控软件进行通信;仿真模型建立模块,用于建立无人艇运动学模型和影响无人艇运动的环境模型;障碍目标仿真模块,用于根据障碍目标的经纬度、航速、航向、大小、障碍类型,模拟无人艇感知系统输出的障碍目标报文;自主航行控制算法评估模块,用于根据无人艇自主航行控制任务对自主航行控制算法进行评估。本发明通过建立无人艇本艇模型、环境模型、模拟目标模型,使无人艇自主航行控制器在没有实艇的状态下进行调试及评估;并且软件硬件定型后可直接用于实艇,加快无人艇软硬件开发迭代速度。
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公开(公告)号:CN113433535A
公开(公告)日:2021-09-24
申请号:CN202110696322.4
申请日:2021-06-23
Applicant: 中国舰船研究设计中心
Abstract: 一种适用于无人艇的声呐换能器舱,涉及声呐领域。适用于无人艇的声呐换能器舱包括可安装于无人艇底部的声呐换能器舱体,声呐换能器舱体底面的中轴线上设有间隔布置的第一声呐安装槽、第二声呐安装槽、第三声呐安装槽及分别通过转换法兰固定于第一声呐安装槽、第二声呐安装槽、第三声呐安装槽的浅剖声呐换能器、多波束声呐换能器和超短基线跟踪声呐换能器,声呐换能器舱体的两侧分别连接有位于浅剖声呐换能器和多波束声呐换能器之间的侧扫声呐换能器,浅剖声呐换能器和超短基线跟踪声呐换能器设于无人艇艏部和艉部下方。适用于无人艇的声呐换能器舱将多种水声测量设备的声呐换能器进行集成布置,可以改善无人艇外观,减少气泡对声呐换能器的影响。
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公开(公告)号:CN113741433B
公开(公告)日:2023-12-15
申请号:CN202110948357.2
申请日:2021-08-18
Applicant: 中国舰船研究设计中心
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种水面无人船的分布式编队方法,包括以下步骤:1)基于虚拟结构法建立无人船集群数学模型;2)根据无人船集群数学模型获得第i艘无人船跟踪误差动态模型;3)根据编队任务进行无人船航行路径和速度规划;4)根据第i艘无人船跟踪误差动态模型和无人船速度规划,确定纵荡速度和艏摇角速度的虚拟控制量,进而获得第i艘驱动无人船运动的推进力和力矩向量的虚拟控制量;5)根据步骤4)中的驱动无人船运动的推进力和力矩向量的虚拟控制量,控制无人船完成编队任务。本发明路径规划中将无人艇与目标点或障碍物的距离直接与无人艇的速度挂钩,可快速得到无人艇的规划航行路径。
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公开(公告)号:CN113075648A
公开(公告)日:2021-07-06
申请号:CN202110293752.1
申请日:2021-03-19
Applicant: 中国舰船研究设计中心
Abstract: 本发明公开了一种无人集群目标定位信息的聚类与滤波方法,属于多源数据融合与关联技术领域,对无人集群中的各无人装备的定位数据进行时间基准统一;完成各无人装备的时间基准统一后,对不同无人装备输出的目标定位点进行聚类与滤波,去除虚警的同时,形成聚类圈,完成同一目标不同定位值的聚类;使用聚类中心距离加权完成多个定位值的融合,以实现多源数据空间配准。本发明通过均值漂移聚类的方法,对无人集群中无人装备的位置和定位到目标的位置进行聚类。通过分析虚警出现的特点、各传感器的误差分布,在均值漂移聚类的基础上做了针对性的调整和算法的改进。形成了一个能消除杂波的、能持续跟踪目标的、还能应对多体相遇问题的聚类方法。
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公开(公告)号:CN114625119B
公开(公告)日:2024-03-29
申请号:CN202111181353.2
申请日:2021-10-11
Applicant: 中国舰船研究设计中心
Abstract: 本发明公开了一种面向任务的无人艇自主控制决策系统架构,包括:无人艇自主控制决策调度模块和全艇信息设备模块;所述无人艇自主控制决策调度模块包括组织层、决策调度层和执行层;所述组织层包括指挥单元和任务规划单元;所述决策调度层包括态势融合生成单元和决策评估单元;所述决策评估单元,用于根据综合态势图和本艇资源对组织层的可执行任务计划表进行决策评估,生成本艇任务计划表;所述执行层包括计划执行单元;所述全艇信息设备模块包括全艇信息设备单元。本发明提供了一种开放式集成系统架构,实现全艇信息、资源与任务执行能力的一体化集成,并具备较强的兼容性和扩展性。
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