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公开(公告)号：CN111709985A
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN202010525569.5
申请日：2020-06-10
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种基于双目视觉的水下目标测距方法，属于计算机视觉领域，该方法包括以下步骤：采用改进的水下标定算法,进行相机的标定,得到相机的内外参数,获得水下目标校正后的双目图像，利用校正后的双目图像进行立体匹配获取图像视差，利用获取的图像视差通过相似三角形原理解算得到角点深度，完成水下目标的距离测试，该方法在空气双目测距的算法基础上，结合相机的水下成像模型，更加全面的考虑了水下因素对相机标定的影响，添加了折射率等因素，增强了相机在水下工作时的图像校正能力，采用改进的Harris角点检测算法，可减缓水下图像角点的聚簇现象，并且避免了算法中阈值的选择，减少误匹配点，提高了图像匹配的正确率与精度。
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公开(公告)号：CN111679585A
公开(公告)日：2020-09-18
申请号：CN202010638107.4
申请日：2020-07-03
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明针对无人水面船系统，提供了一种具有输入饱和受限的无人船强化学习自适应跟踪控制方法，本发明方法，包括：建立无人水面船数学模型，设定无人水面船的期望轨迹数学模型；基于设定的期望轨迹数学模型，引入控制器输入饱和函数；基于引入控制器输入饱和函数的期望轨迹数学模型，设计无人船控制率；基于设计的无人船控制率，设计神经网络权重更新率。同时，本发明方法考虑控制器存在输入饱和限制，当外界干扰过大时，控制器不会因为输入饱和特性使得跟踪效果变差，更加具有实际工程意义。
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公开(公告)号：CN111338347A
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN202010147230.6
申请日：2020-03-05
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于单目视觉的水面航行器有限时间连续控制方法，属于水面航行器视觉控制领域，包括以下步骤：通过单目相机获取视觉特征点的实际图像和期望图像，利用单应性分解技术对水面航行器位姿误差进行恢复，并构建伺服系统的运动学和动力学模型；利用速度调节误差设计NITSMC面，以适应非匹配视觉不确定量；设计FOD，对动力学中的匹配扰动进行观测；引入指数幂次趋近率，设计连续有限时间单目视觉伺服控制器，既保证控制输入连续，又能实现整个伺服系统的有限时间收敛。该方法解决了具有非匹配不确定量的单目视觉伺服系统控制问题，提高了调节误差的收敛速度和控制精度，可以有效避免因扰动造成特征点丢失和视觉伺服失败，特别适用于实际工程需求。
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公开(公告)号：CN110362089A
公开(公告)日：2019-10-22
申请号：CN201910712690.6
申请日：2019-08-02
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于深度强化学习和遗传算法的无人船自主导航的方法，属于无人船领域，该方法分为路径规划和路径跟踪两部分，路径规划中，提前通过卫星图像获得环境的概况，预先确定规划路径的起点和终点；采用精英-遗传算法，任意环境下离散、有序的和最优的Nw个无障碍航路点，通过K阶B样条算法公式将起点、Nw个无障碍航路点和终点拟合成一条连续的无人船路径规划曲线，根据无人船路径规划曲线的所有参数及任意时刻状态立即奖励函数结合无人船运动学模型和动力学模型，通过深度强化学习中的深度确定性策略梯度在有限时间内的自我学习能力得到无人船的控制力矩，进行无人船路径跟踪，采用精英-遗传算法，能在狭窄环境中得到数量适中且安全的路径点。
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公开(公告)号：CN110311607A
公开(公告)日：2019-10-08
申请号：CN201910669321.3
申请日：2019-07-24
Applicant: 大连海事大学
IPC: H02P21/00
Abstract: 本发明提供一种反步滑模最大波能捕获方法。本发明方法包括如下步骤：建立直驱式波浪能发电装置的动力学模型；建立永磁直线发电机的数学模型；基于反步法设计最大波能跟踪控制器；结合反步法和滑模控制方法，设计反步滑模控制器。本发明主要研究了波能捕获装置、永磁直线发电机的结构及数学模型，依据波浪入射频率和幅值，构造系统最优功率输出条件，采用id＝0的解耦方法，得到d-q轴最优参考电流，通过滑模变结构控制跟踪最优参考电流，仿真结果显示反步滑模控制策略与传统的PID控制策略相比提高了系统的鲁棒性，在输出电流、电压及功率方面，明显优于传统控制，在最大波能捕捉方面优势明显。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110018687A
公开(公告)日：2019-07-16
申请号：CN201910281332.4
申请日：2019-04-09
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于强化学习方法的无人水面船最优轨迹跟踪控制方法，包括以下步骤：S1：建立无人水面船系统数学模型以及不考虑扰动情况的期望轨迹系统数学模型；S2：建立死区数学模型，得到引入死区的无人水面船系统数学模型；进一步得到跟踪误差系统；S3：建立辨识器系统；S4：通过最优代价函数评判控制策略是否符合要求：若符合，则将该控制策略输出至无人水面船系统作为最优控制策略；若不符合，通过最优代价函数评判重新生成的控制策略是否符合要求，重复上述过程直至得到最优控制策略输出至无人水面船系统。本发明解决了现有无人船最优控制方法没有考虑带有死区或完全未知系统动态，控制系统的精确性和鲁棒性降低的技术问题。
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公开(公告)号：CN109358499A
公开(公告)日：2019-02-19
申请号：CN201811117138.4
申请日：2018-09-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于速度与航向双重制导的无人船精确路径跟踪控制方法，包括以下步骤：建立无人船运动学和动力学模型；构造路径跟踪误差动态；设计速度与航向双重制导律；设计有限时间干扰观测器。本发明提出的速度与航向双重制导律可以根据路径跟踪误差同时制导速度和航向角，提高了路径跟踪控制系统的稳定性和灵活性。本发明构造的有限时间扰动观测器能精确观测复杂的外界干扰，并且在有限时间内确保观测误差为零，可以避免有界观测和渐近观测的局限性。本发明设计了结合有限时间观测器设计和反步控制技术的速度和航向跟踪控制器，使得在存在复杂干扰的情况下可以精确跟踪制导信号，从而实现精确的无人船路径跟踪控制。
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公开(公告)号：CN109239393A
公开(公告)日：2019-01-18
申请号：CN201811201460.5
申请日：2018-10-16
Applicant: 大连海事大学
IPC: G01P5/08
Abstract: 本发明提供一种无人船风速测量装置。包括：风速传感器、STM32微控制器、电压转换模块、串行通信模块以及系统电源模块；所述风速传感器PWM输出端与电压转换模块输入端连接，电压转换模块输出端与STM32微控制器主板连接、所述STM32微控制器主板与上位机通过串行通信模块连接。本发明的技术方案解决了现有风速测量仪无法满足对无人船艇同时具备精准测量、信息处理和自主决策的更高要求，现有的风速测量系统功能只局限于信息采集而无法进行进一步的分析工作，且测量精度受风速传感器限制，只能通过更换更精密的传感器提高风速测量精度的问题。
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公开(公告)号：CN108828955A
公开(公告)日：2018-11-16
申请号：CN201810937280.7
申请日：2018-08-16
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种基于有限时间扩张状态观测器的精准航迹跟踪控制方法。本发明方法，包括如下步骤：建立表示当前无人船运动特性的数学模型和运动方程，根据无人水面船运动跟踪误差和非奇异快速终端滑模面设计结合非奇异快速终端滑模控制律，根据无人船的运动特性设计有限时间扩张状态观测器，根据结合非奇异快速终端滑模控制律和有限时间扩张状态观测器设计精准航迹跟踪控制律。通过设计有限时间扩张状态观测器，包含外界干扰和复杂非线性项的集总干扰能够被有限时间观测至足够小的范围，避免了渐近观测的局限性。通过设计的结合有限时间扩张状态观测器以及非奇异快速终端滑模的无人船轨迹跟踪控制器，实现了复杂外界干扰下的精准航迹跟踪控制性能。
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公开(公告)号：CN108681246A
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201810456430.2
申请日：2018-05-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
Abstract: 本发明公开了一种基于执行器故障的无人水面船航迹跟踪方法，包括以下步骤：S1:分析执行器故障的多种类型信息，对无人船执行器故障进行建模；S2:对S1中的无人水面船数学模型M1中的速度ν进行坐标变换，得到新的速度ω和新的模型M1’；S3:根据S2中的航迹和航速跟踪误差模型M，建立执行器故障观测器，对执行器故障以及外部扰动进行重构；S4：根据S2中的航迹和航速跟踪误差模型M，建立积分滑模面和具有执行器故障的无人水面船精准航迹跟踪控制律τ；S5：测量实际无人船位置判断是否到达S1中实际航迹ηd的终点。
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