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公开(公告)号：CN118501805A
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202410384391.5
申请日：2024-04-01
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种不依赖持续激励的机器人相对定位方法。本发明首先建立机器人间的距离、速度与相对位置之间的线性回归关系，然后将时变的参数估计问题转化为常参数辨识问题，接着结合动态扩展与混合技术和线性滤波技术，得到有限时间自适应相对位置观测器；在该相对位置观测器作用下，仅使用机器人的距离和相对速度测量值，且只需相对速度的滤波值满足区间激励条件，即可实现机器人相对位置的估计并在有限时间内收敛到地面真值。本发明无需部署外部基站，提高了多机器人系统在复杂的环境下的适应性；也无需安装额外的传感器，降低了硬件成本；同时本发明放松持续激励的运动要求，极大放宽了传统相对定位算法对机器人运动轨迹的特别要求。
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公开(公告)号：CN115683109B
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202211282052.3
申请日：2022-10-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明属于计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于CUDA和三维栅格地图的视觉动态障碍物检测方法。相比于一些传统的动态检测方法在存在快速移动物体情况下难以兼顾实时性与准确性，本发明方法能够在三维场景中出现快速移动物体的情况下进行有效的快速准确的识别，使无人机路径规划过程快速且稳定。本发明方法在实际应用中不需要为无人机配备多个视觉相机提供多视角图像，仅根据单一视角图像便可识别动态障碍物。本发明设计的动态检测方法可以提供多个动态障碍物的质心及速度信息，为后续路径规划算法的在线处理提供原始数据。
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公开(公告)号：CN116048120B
公开(公告)日：2024-04-16
申请号：CN202310036673.1
申请日：2023-01-10
Applicant: 中国建筑一局(集团)有限公司 , 中建市政工程有限公司 , 北京理工大学
IPC: G05D1/46 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开了一种未知动态复杂环境下小型四旋翼无人机自主导航系统及方法。本发明完全利用机载深度相机传感器感知周围环境，实现对环境中的动态障碍物的检测和运动状态估计，通过改进的最优相互避碰集(ORCA)算法实现对环境中的动态和静态障碍物进行避障，利用B样条曲线生成平滑连续的运动轨迹到达目标点。本发明解决了小型四旋翼无人机在未知的、包含动态和静态障碍物的非结构化环境下，无碰撞地到达预定目标点的自主导航问题。
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公开(公告)号：CN117311146A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311211202.6
申请日：2023-09-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了基于拉格朗日方程的张拉整体无人机动力学模型构建方法，涉及机器人领域，能够精准描述张拉整体无人机在地面和空中两种环境下的运动。技术方案为：基于拉格朗日方程的张拉整体无人机动力学模型构建方法，张拉整体无人机为六杆张拉整体无人机，具体步骤包括：步骤一：以张拉整体无人机系统中的中心四旋翼无人机的位置和姿态、及不与中心四旋翼无人机直接相连的杆端节点为研究对象，利用节点矩阵和连接矩阵构建六杆张拉整体无人机的空间构型。步骤二：以步骤一的空间构型为基础，计算张拉整体无人机的总动能、总势能以及约束方程，结合碰撞接触模型，最终得到张拉整体无人机动力学模型。
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公开(公告)号：CN117234078A
公开(公告)日：2023-12-15
申请号：CN202311206507.8
申请日：2023-09-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了基于滑模控制的张拉整体无人机滚动控制方法，涉及机器人控制技术领域，该方法以张拉整体无人机的动力学模型为基础，根据张拉整体无人机中无人机与刚性压杆的物理连接关系，将动力学模型中的广义坐标分成直接受驱和间接受驱两大类，并根据动力学模型中控制输入与广义坐标的对应关系将直接受驱的广义坐标细分为欠驱动子系统和全驱动子系统，最后以张拉整体无人机滚动运动的理想轨迹和姿态为期望值，利用滑模控制设计张拉整体无人机滚动运动的控制器。本发明不需要大量参数调试，有效解决张拉整体无人机的地面滚动控制求解时间长的问题，实现对张拉整体无人机滚动运动的精准控制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114063652B
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202111393377.4
申请日：2021-11-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提出了一种基于应力矩阵优化的多智能体系统仿射编队控制方法，通过应力矩阵的构造优化，可自动生成更优的通信与交互拓扑，实现系统通信成本与控制性能的优化。本发明相比于传统方法中需要给定邻接矩阵或数值计算的方法，可以仅根据期望队形来自动得到应力矩阵，同时最小化通信成本并有效提高系统性能。因此，其具有更高的自主性、智能性与环境适应性。本发明通过应力矩阵的构造优化，在给定期望队形与相应优化指标后，可自动生成更优的通信与交互拓扑，优化了系统的通信成本与控制性能，进而实现多智能体系统的仿射编队控制。
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公开(公告)号：CN116048120A
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN202310036673.1
申请日：2023-01-10
Applicant: 中国建筑一局(集团)有限公司 , 中建市政工程有限公司 , 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种未知动态复杂环境下小型四旋翼无人机自主导航系统及方法。本发明完全利用机载深度相机传感器感知周围环境，实现对环境中的动态障碍物的检测和运动状态估计，通过改进的最优相互避碰集(ORCA)算法实现对环境中的动态和静态障碍物进行避障，利用B样条曲线生成平滑连续的运动轨迹到达目标点。本发明解决了小型四旋翼无人机在未知的、包含动态和静态障碍物的非结构化环境下，无碰撞地到达预定目标点的自主导航问题。
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公开(公告)号：CN113335493B
公开(公告)日：2023-04-18
申请号：CN202110489707.3
申请日：2021-05-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本申请的六杆张拉整体框架及抗冲击无人机，通过包括六根刚性压杆和二十四根弹性索，每根刚性压杆的两个端点分别引出四根弹性索，所述每个端点的四根弹性索分别与距离该端点最近的四个端点相连接，六根刚性压杆平均分为三组，在空间位置上，三组刚性压杆中的任意两组刚性压杆相互垂直，每一组内的两根刚性压杆相互平行。本结构质量轻且能够提供高强度的抗冲击能力，在保护无人机机械结构的同时减少对无人机续航能力的影响，本无人机能够在空中飞行且能在地面进行有序可控的滚动及能够在摔落之后再次起飞。
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公开(公告)号：CN114637301B
公开(公告)日：2023-04-11
申请号：CN202210291561.6
申请日：2022-03-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于最优仿射队形变换的多机器人动态避障装置，包括梯度跟踪模块，所述梯度跟踪模块包括梯度跟踪变量更新子模块和前馈反馈控制模块；所述梯度跟踪变量更新子模块，用于根据预设的更新律计算所述梯度跟踪变量yi，使得对于所有时间t≥t0，梯度跟踪变量和局部代价函数梯度关于构型矩阵列向量的加权和始终相等，t0表示固定时间；所述前馈反馈控制模块，基于以固定时间速度估计器输出作为前馈，仿射队形约束误差以及梯度跟踪变量作为反馈设计的控制模型，计算所述控制输入，基于所述控制输入对机器人编队进行控制。基于该装置可以保证机器人队形能够快速无误差地收敛于时变最优解轨迹。
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公开(公告)号：CN115683109A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211282052.3
申请日：2022-10-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明属于计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于CUDA和三维栅格地图的视觉动态障碍物检测方法。相比于一些传统的动态检测方法在存在快速移动物体情况下难以兼顾实时性与准确性，本发明方法能够在三维场景中出现快速移动物体的情况下进行有效的快速准确的识别，使无人机路径规划过程快速且稳定。本发明方法在实际应用中不需要为无人机配备多个视觉相机提供多视角图像，仅根据单一视角图像便可识别动态障碍物。本发明设计的动态检测方法可以提供多个动态障碍物的质心及速度信息，为后续路径规划算法的在线处理提供原始数据。
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