一种基于改进人工势场的无人艇编队避障控制方法和系统

    公开(公告)号:CN116679709A

    公开(公告)日:2023-09-01

    申请号:CN202310716713.7

    申请日:2023-06-16

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于改进人工势场的无人艇编队避障控制方法和系统,所述系统包括远程主机,无线通信模块,无人艇运动控制系统,远程主机设定领航艇和跟随艇,规划航行目标点,通过无线通信模块将目标点传到无人艇;无人艇实时判断避障需求,若无需避障,通过PID编队控制器给出运动路径和方向角,若需避障,通过改进人工势场的避障控制器给出速度大小和方向,将控制信号转化为油门和舵角,完成编队控制;无人艇实时反馈航行信息到远程主机,进行实时监控和路径调整。本发明可以提高无人艇编队的鲁棒性,同时可以实现无人艇编队的避障需求,提高了无人艇编队执行任务时的安全性和可靠性,且便于在硬件和软件上实现。

    一种符合国际海上避碰规则的避碰转向判定方法

    公开(公告)号:CN114387824B

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202210036961.2

    申请日:2022-01-13

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明属于船舶避碰技术领域,公开了一种符合国际海上避碰规则的避碰转向判定方法,包括以下步骤:根据船舶感知和导航系统获取本船和会遇船的速度、航向、位置等信息,计算最小会遇时间;根据计算的最小会遇时间判断是否存在碰撞危险;若不存在碰撞危险,则本船不采取避碰措施,继续沿着原有轨迹航行;若存在碰撞危险,则以本船为中心构建避碰转向判定模型,确定符合国际海上避碰规则要求的转向范围。本发明构建了一种符合国际海上避碰规则的船舶避碰转向判定方法,解决了船舶在遇到碰撞危险时,如何将符合国际海上避碰规则中的转向义务快速转化为数字化避碰转向问题,提高了船舶航行的规范程度和安全性。

    无人艇集群的围堵控制方法

    公开(公告)号:CN114779647A

    公开(公告)日:2022-07-22

    申请号:CN202210506176.9

    申请日:2022-05-11

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明提供了一种无人艇集群的围堵控制方法,将无人艇集群分布式协同围堵模型分解为外层控制策略和内层控制策略。基于无人艇之间的信息传输和交互,使用分布式控制架构,通过无人艇集群中领导者无人艇和跟随者无人艇信息交互,使得所有无人艇的期望速度一致,以将无人艇集群的围堵模型转化为基于虚拟中心的多智能体系统分布式协同编队模型,获取领导者‑跟随者分布式一致性控制算法以及固定几何队形列阵对目标无人艇进行有效围堵;基于无人艇在复杂海域中所受到的外界环境扰动,将滑模控制施加到无人艇集群分布式协同围堵控制的内层控制中,在环境扰动的基础上,各无人艇能够跟踪到达到几何队形中的目标位置,实现对目标无人艇的稳定跟踪控制。

    一种基于模糊逻辑和滑模控制策略的无人艇、无人机混合编队控制方法及其控制系统

    公开(公告)号:CN112130566B

    公开(公告)日:2022-03-25

    申请号:CN202010989068.2

    申请日:2020-09-18

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明属于无人艇技术领域,公开了一种基于模糊逻辑和滑模控制策略的无人艇、无人机混合编队控制方法。步骤为:1)对无人艇、无人机混合编队的任务区域进行分解,将任务区域分解成多个子任务区域;2)建立子任务区域分配指标,根据分配指标规划混合编队中每个成员的期望航迹路线,并将期望航迹路线发送给每个成员的控制器;3)无人艇成员的控制器接收到期望航迹路线后,采用模糊逻辑逼近算法和滑模控制算法控制无人艇跟踪期望航迹路线进行航行;无人机成员的控制器接收到期望航迹路线后,采用反步滑模控制算法控制无人机跟踪期望航迹路线进行航行。该方法具有很强的抗干扰作用,能保证混合编队按照期望轨迹航行,提升了混合编队系统的鲁棒性。

    一种由气动人工肌肉驱动的气动马达

    公开(公告)号:CN113664817A

    公开(公告)日:2021-11-19

    申请号:CN202110972872.4

    申请日:2021-08-24

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明公开一种气动人工肌肉驱动的气动马达,包括转子、底座、支撑架、滚动轴承、气动人工肌肉、套环和细绳。当气动人工肌肉收缩时,拉动细绳,细绳牵连套环,拉动转子转动,接着气动人工肌肉复原,同时下一根气动人工肌肉激活,继续拉动转子转动,这样依次激活气动人工肌肉,使转子完成连续的转动。通过调节气源给定气压以及激活气动人工肌肉频率可调节转子转速,调节气动人工肌肉激活顺序可控制转子旋转方向,根据循环周期可确定转子旋转位移。本发明用于气动管道机器人的气动旋转执行器,可以在保证驱动旋转性能的情况下使得管道机器人的尺寸降低,从而实现对各种小型管道的探测活动。

    一种基于无人机的无人艇编队巡逻控制系统及控制方法

    公开(公告)号:CN112015182B

    公开(公告)日:2021-09-21

    申请号:CN202010915645.3

    申请日:2020-09-03

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于无人机的无人艇编队巡逻控制系统及控制方法。该系统或方法能够根据不同任务指令实现无人艇单艇巡逻和多艇编队围堵可疑目标,既保证了单艇的灵活性,又能在出现敌情或者异常情况时做到快速出击;该发明利用无人机作为无人艇和控制台的通信中介,不仅可以进行空中监控增大巡逻视野,还可以扩大巡逻范围提高巡逻效率;控制台可以随时选择介入无人机‑无人艇巡逻系统,避免发生错误攻击。

    一种涡旋可控的涡流发生器

    公开(公告)号:CN111420911B

    公开(公告)日:2021-06-08

    申请号:CN202010248189.1

    申请日:2020-04-01

    Applicant: 上海大学

    Abstract: 本发明公开了一种涡旋可控的涡流发生器,包括涡流发生桨、高度调节机构和转速调节机构,涡流发生桨固定设置于高度调节机构上,且转速调节机构设置于转速调节机构上,高度调节机构和转速调节机构能够单独对涡流发生桨进行调节。其中,涡流发生桨的横截面呈鱼侧形,且横截面一端的宽度大于另一端的宽度。本发明实现了清沙漩涡的高度、初始角度以及频率和强度的控制,可以根据沙层特性产生不同性质的漩涡,使得涡流发生器的研究方向从边界层控制拓展到涡流的控制,避免了对文物的损伤,同时相对于传统的清沙方式,智能化操作简便,可控性强,减少了人力劳动,利用水流带走沙层,更加节能环保。

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