公开(公告)号：CN118270260A

公开(公告)日：2024-07-02

申请号：CN202410474577.X

申请日：2024-04-19

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 蔡博 ,  华建宇 ,  陈潇 ,  陈宇轩 ,  何振浩 ,  张涛 ,  李清华 ,  王振桓

IPC: B64U10/70 ,  B64U10/14 ,  B60F5/02

Abstract: 本发明公开了一种具有自适应地形的旋翼无人机地面行进装置，涉及小型低空无人飞行器的技术领域，解决了传统旋翼无人机地面机动能力有限的问题，在正常状态下，受到弹簧的作用，自适应倾角调节机构会始终保持中立位置，此时通用无人飞行器可以正常起飞执行飞行任务；在地面状态下，通过微调通用无人飞行器四个旋翼的转速以使悬臂向前或向后倾斜，同时带动第一矩形支承座和第一紧固件绕支撑轴转动，由于弹簧的作用，悬臂的倾斜将被限制在较小的范围内，此时无人飞行器四个旋翼所产生的升力具有平行于地面的分量，将带动整个无人飞行器在地面行进，通过微调通用无人飞行器四个旋翼的转速分配，可使全向行进系统原地转向，提升地面行进时的灵活性。

公开(公告)号：CN115903512A

公开(公告)日：2023-04-04

申请号：CN202211579411.1

申请日：2022-12-09

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 蔡博 ,  张立宪 ,  李云鹏 ,  杨嘉楠 ,  卢生奥 ,  王一鸣 ,  林泽峰 ,  李昊伟

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种具有抖动抑制性能的无人机主动容错控制方法，涉及无人机控制技术领域。本发明的技术要点包括：建立线性化后离散时间状态空间表达式形式的无人机模型；使用隐半马尔可夫切换系统理论建模观测信息不准确的FDI过程，构建依赖于观测模态的防抖控制器；构建无人机系统状态防抖约束条件；提出在不准确FDI信息情况下，保证无人机系统均方稳定的充分条件；提出离散时间无人机系统具有防抖性能的故障容错控制器存在的充分条件；对矩阵不等式求解，获得无人机系统容错控制器增益；利用无人机系统容错控制器增益实现对四旋翼无人机主动容错控制。本发明所获得的控制器能够同时兼顾系统的状态抖动抑制性能与系统稳定性，提升了无人机的飞行稳定性与安全性。

公开(公告)号：CN114815866A

公开(公告)日：2022-07-29

申请号：CN202210387701.X

申请日：2022-04-14

Applicant: 哈尔滨工业大学人工智能研究院有限公司

Inventor： 张立宪 ,  梁野 ,  蔡博 ,  翁睿 ,  朱益民 ,  杨嘉楠

IPC: G05D1/08 ,  G05D1/10

Abstract: 本发明公开了无人机自动控制技术领域的一种具有稳定性保证的暂失目标无人机切换控制方法，利用切换系统对目标暂失现象建模，基于状态反馈这一低算力的控制器设计思路，根据实际跟踪误差实时调整控制器增益以保证所建立的切换跟踪系统的稳定性，其增益调整计算过程在无人机机载计算单元中进行；其中，无人机采用位置环‑姿态环的双环控制框架，建立的切换系统根据目标是否可测分为不可测子系统和可测子系统，能够实现目标暂失情况下的无人机目标跟踪控制，在跟踪过程中自动调整控制器增益从而保证跟踪系统的稳定性，提高暂失目标情况下的跟踪性能。

公开(公告)号：CN114137837A

公开(公告)日：2022-03-04

申请号：CN202111393634.4

申请日：2021-11-23

Applicant: 哈尔滨工业大学 ,  中国航天科工集团第二研究院

Inventor： 张立宪 ,  吴桐 ,  翁睿 ,  蔡博 ,  李昆鹏

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种面向无人挖掘的自动装载控制方法，本发明属于工程机械无人化控制技术领域，本发明为了实现挖掘机械无人化作业中的自动装载功能，特别是解决大惯性、强干扰下的回转控制问题，以避免回转过程发生机械冲击、制动不平稳等现象，适应铲斗物料装载量、卸料位置、承机面坡度、物料力学特性等工况变化。本发明包括：数据接收与处理；铲斗对准装载目标：装载目标与挖掘机械的相对位姿关系，基于预先设定的装载策略计算装载位置，进而基于挖掘机械工作装置的几何模型求解期望关节角度，作为关节角度控制的参考输入；铲斗卸料；铲斗复位与状态更新。本发明能够实现铲斗对准、卸料、复位等作业流程的自动执行，从而完成无人化挖掘机械的自动装载任务，提升露天采矿等非理想工况下挖掘机械装载作业的安全性与作业效率。

公开(公告)号：CN112114522A

公开(公告)日：2020-12-22

申请号：CN202011004934.4

申请日：2020-09-22

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 袁帅 ,  张立宪 ,  蔡博 ,  张瑞先 ,  梁野

IPC: G05B13/04 ,  G06F17/16 ,  G06F17/13

Abstract: 一种基于切换自适应算法的四旋翼飞行器故障容错控制方法，属于航空飞行器控制领域，用以解决在存在输入故障以及动力学参数未知的情况下，大机动四旋翼飞行器不能保证对期望信号良好跟踪的问题。该方法的技术要点包括构建包含未知输入故障和未知动力学参数的四旋翼飞行器分段仿射线性系统、参考系统、控制器；根据分段放射线性系统、参考系统、控制器获取误差系统模型；根据分段放射线性系统和参考系统设计基于驻留时间约束的切换信号；根据误差系统模型和切换信号获取控制器中控制参数的自适应律。本发明方法能够大机动四旋翼飞行器对期望信号良好的跟踪性能，可应用于四旋翼飞行器的飞行控制以保证其在输入故障和动力学参数未知情况下稳定飞行。

公开(公告)号：CN118363395B

公开(公告)日：2024-09-06

申请号：CN202410177081.6

申请日：2024-02-08

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 张立宪 ,  张宇轩 ,  李云鹏 ,  李博 ,  韩岳江 ,  梁野 ,  吴桐 ,  蔡博

IPC: G05D1/495 ,  G05D1/46 ,  G05D101/10 ,  G05D109/20

Abstract: 一种基于切换滑模控制的固定翼空投无人机姿态控制方法及系统，涉及无人机姿态控制技术。以解决现有的无人机姿态控制技术没有考虑空投对纵向和横向分量的影响限定无人机空投的广泛应用、以及解决针对固定翼无人机在连续空投中因系统频繁切换可能导致的不稳定问题。技术要点：确定固定翼空投无人机本体和载荷的有关参数；在所得参数的基础上推导固定翼空投无人机在不同载荷搭载情况下的运动学和动力学方程；确定固定翼空投无人机所受合外力和合外力矩；根据建立的运动学与动力学模型，建立固定翼空投无人机姿态误差动力学模型，并将其建模为非线性仿射切换系统；根据姿态误差动力学模型设计具有有限时间收敛性质的切换滑模控制器；根据设计的切换滑模控制器证明固定翼无人机在空投任务中的稳定性。本发明提高了固定翼无人机在空投过程中的安全性和可靠性，且适用范围广泛，具有较高的工程应用价值。

公开(公告)号：CN114859899B

公开(公告)日：2024-05-31

申请号：CN202210403450.X

申请日：2022-04-18

Applicant: 哈尔滨工业大学人工智能研究院有限公司

Inventor： 张立宪 ,  张瑞先 ,  翁睿 ,  蔡博 ,  杨嘉楠 ,  朱益民

IPC: G06N3/092 ,  G06N3/0464 ,  B25J9/16

Abstract: 本发明公开了移动机器人导航避障的演员‑评论家稳定性强化学习方法，属于移动机器人自主导航及规避障碍物技术领域，包括以下步骤：步骤一：网络模型构造；步骤二：网络模型参数初始化；步骤三：训练价值评估网络与李雅普诺夫函数网络；步骤四：训练最小李雅普诺夫值网络；步骤五：训练导航避障策略网络；步骤六：判断导航避障策略是否收敛至稳定策略，若否，则重复步骤三、步骤四和步骤五，直到导航避障策略收敛至稳定策略，若是，得到稳定导航避障策略，通过输入移动机器人当前状态，输出移动机器人运动速度；本发明提高策略训练收敛速度以及在导航避障过程中的安全性。

公开(公告)号：CN118068697A

公开(公告)日：2024-05-24

申请号：CN202311762232.6

申请日：2023-12-20

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 蔡博 ,  王一鸣 ,  李烨 ,  韩岳江 ,  马雨婷 ,  高天禹 ,  魏正瑞 ,  张立宪

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种基于地面站的四旋翼无人机多模态控制方法及系统，本发明涉及四旋翼无人机控制技术领域。本发明用以解决如下技术问题：受到无人机载荷以及所搭载的计算单元硬件限制致使无人机自身的计算能力有时难以保证其执行并完成复杂飞行作业任务，网络化环境中网络带宽资源受限，多模态随机系统的模态不匹配控制问题。技术要点：建立线性化后的离散状态空间表达式形式的四旋翼无人机模型；设计事件触发条件；构建基于事件触发的模态不匹配情况下四旋翼无人机状态矩阵和控制器结构；提出四旋翼无人机系统均方稳定的充分条件；提出离散时间基于事件触发的多模态四旋翼无人机控制器设计方法，得到四旋翼无人机系统的模态不匹配控制器增益，从而实现基于地面站的四旋翼无人机多模态控制。本发明能够有效反映系统实际模态频繁变化的动态特性，具有较高的工程应用价值。

公开(公告)号：CN113759936B

公开(公告)日：2023-12-26

申请号：CN202111161731.0

申请日：2021-09-30

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 张立宪 ,  李云鹏 ,  蔡博 ,  翁睿

IPC: G05D1/02

Abstract: 一种适用于动态目标跟踪的比例导引法与人工势场法相结合的路径规划方法，涉及移动机器人路径规划技术领域，用以解决现有路径规划方法中由于没有考虑在对动态目标跟踪过程中的避障需求而导致跟踪效率不高的问题。本发明的技术要点包括：根据移动机器人、待跟踪目标及障碍物位置，基于比例导引法计算获得移动机器人每一步的第一运动速度预期方向，基于人工势场法计算获得移动机器人每一步的第二运动速度预期方向；将第一运动速度预期方向和第二运动速度预期方向融合计算获得移动机器人每一步的实际运动方向；根据路径规划步长和实际运动方向动态更新规划路径。本发明提高了对目标跟踪效率的同时保证了较好的避障性能，具有较高的工程应用价值。

公开(公告)号：CN116198622A

公开(公告)日：2023-06-02

申请号：CN202310319784.3

申请日：2023-03-29

Applicant: 哈尔滨工业大学人工智能研究院有限公司

Inventor： 李昊伟 ,  董逸飞 ,  朱益民 ,  林泽峰 ,  王彦斌 ,  蔡博 ,  张立宪

IPC: B62D57/02 ,  B25J11/00

Abstract: 本发明提出了一种基于双轮驱动原理的质心偏移型球形机器人，属于球形机器人领域。解决球形机器人内部驱动单元与球壳内壁出现打滑导致的机器人姿态无法受控和运动控制精度丢失的问题。它包括球形外壳、滑轮、车轮组件、电池、电路板、下层板组件、偏心组件、上层板和姿态传感器，下层板组件设置在上层板正下方，每个滑轮的轮缘均与球形外壳内壁相接触，两个车轮组件左右对称的布置在上层板的下端面上，偏心组件设置在上层板的下端面靠后一侧用于改变机器人重心，车轮组件用于驱动机器人动作；车轮组件包括车轮和电机，电机的输出端与车轮相连，车轮的外轮缘最低点与球形外壳内壁相接触。它主要用于恶劣环境的探测。