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公开(公告)号：CN115950414A
公开(公告)日：2023-04-11
申请号：CN202310114324.7
申请日：2023-01-29
Applicant: 北京工商大学
IPC: G01C21/00 , G01C21/20 , G01C21/16 , G01S17/86 , G01S17/89 , G06V20/10 , G06V10/44 , G06F18/25 , G06T7/50 , G06T7/30
Abstract: 本发明公开的是一种不同传感器数据的自适应多重融合SLAM方法，属于移动机器人自主导航领域。首先获取移动机器人的传感器数据并进行处理，同时提取到深度相机获得的图像的特征，生成全局深度视觉信息和局部深度视觉信息。然后利用改进的IMLS‑ICP算法将激光雷达数据、全局深度视觉信息和局部深度视觉信息进行点云匹配，生成点云地图，并利用改进的模糊自适应UKF算法进行数据融合，得到移动机器人的位姿。最后对移动机器人的运动轨迹进行闭环检测，将机器人位姿、点云地图和闭环检测结果作为约束进行联合优化，得到移动机器人的路径地图。本发明减小了移动机器人的位姿估计误差，移动机器人所建地图更加准确，提升了移动机器人对所处环境的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN115129045B
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202210568321.6
申请日：2022-05-19
Applicant: 北京工商大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于船体动力学约束模型的无人船路径规划方法，属于湖泊水质采样以及路径规划领域，具体为首先，对监测湖面的环境进行图像采集，对各障碍物进行等效标准图形替换；然后，建立船身姿态和速度进行控制保证的运动学模型；接着，对监测湖面中除去障碍物以外存在的危险区域进行建模；最后，无人船采用改进的A*算法规划出起点到目标点之间的路径，结合障碍物和威胁区域的建模，对路径中存在的拐点，利用转弯策略对无人船的姿态进行调整。在无人船真实遍历过程中，面对无人船受到的水流或风速影响，加入稳船偏转策略，保证无人船始终航行在规划路径上。本发明明显缩短了路径规划所消耗的时间，减少了设备成本。
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公开(公告)号：CN115793661A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211649272.5
申请日：2022-12-21
Applicant: 北京工商大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开的是基于RRT的无人船集群遍历多目标点的路径规划方法，属于湖泊路径规划领域；针对无人船集群面对多个目标点的路径规划需求，将复杂的障碍物转化成等效椭圆形障碍物，通过对现有RRT算法进行改进，同时基于多个节点生成子节点，直到遍历完所有目标点，使RRT算法可以规划出多船的多目标点。通过依次连接起点至目标点之间的路径来生成引力线，利用引力线对路径节点施加引力和障碍物对路径节点施加斥力，并利用斥力和引力来调整采样路径节点的位置，缩短了规划路径的长度，使路径更加平滑。最后，引入了国际海事规则对RRT算法的避障动作进行约束，提高了RRT算法避障的合理性，缩短了规划路径的长度，减少了规划路径的时间成本。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115129045A
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN202210568321.6
申请日：2022-05-19
Applicant: 北京工商大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于船体动力学约束模型的无人船路径规划方法，属于湖泊水质采样以及路径规划领域，具体为首先，对监测湖面的环境进行图像采集，对各障碍物进行等效标准图形替换；然后，建立船身姿态和速度进行控制保证的运动学模型；接着，对监测湖面中除去障碍物以外存在的危险区域进行建模；最后，无人船采用改进的A*算法规划出起点到目标点之间的路径，结合障碍物和威胁区域的建模，对路径中存在的拐点，利用转弯策略对无人船的姿态进行调整。在无人船真实遍历过程中，面对无人船受到的水流或风速影响，加入稳船偏转策略，保证无人船始终航行在规划路径上。本发明明显缩短了路径规划所消耗的时间，减少了设备成本。
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公开(公告)号：CN116587284A
公开(公告)日：2023-08-15
申请号：CN202310729722.X
申请日：2023-06-19
Applicant: 北京工商大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开一种基于集中导向和决策的移动机械臂运动规划和控制方法，针对传统RRT*算法无效父节点较多的问题，改进了RRT*算法中父节点的选择过程，在筛选父节点后，选择最优的父节点以拓展新的随机树。针对传统RRT*算法规划的无效路径过多、路径长度较大的问题，通过引入AAPF算法，使随机树在概率最优路径附近进行拓展。针对传统DDPG算法对样本数据依赖较多、学习的效率和精度较低的问题，在DDPG算法中，引入GD‑FNN对Actor网络进行预训练，并通过改进损失函数更新Critic网络评价机制。针对传统控制算法路径跟踪精度较低、鲁棒性差的问题，将改进的DDPG算法和PID控制器相结合，进行移动机械臂的跟踪控制。本发明显著减少了随机树中的无效父节点和路径，规划的路径长度更小，减少了DDPG算法对样本数据的依赖，整体算法的效率和精度得到了提升，并且具有更好的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN116466726A
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202310524144.6
申请日：2023-05-10
Applicant: 北京工商大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于改进的LSTM网络轨迹预测的无人船集群围捕方法，改进的LSTM网络拓扑结构中增加了障碍物位置关系函数；若目标为船，则对障碍物进行COLREGs约束处理，利用改进的狮群算法在目标附近生成虚拟结构点，作为初始的伏击位置；再利用集中式结构分配虚拟结构点的位置以生成U型阵，使无人船集群提前埋伏在被围捕目标的前进路线上，增加围捕的成功率；第三利用匈牙利算法将U型阵中的虚拟结构点重新分配给无人船集群，并利用a‑star算法规划无人船到虚拟结构点的路径。本发明方法在被围捕目标周围生成包围圈，将虚拟结构点平均布置在包围圈上，缩小包围圈，并在包围圈上重新生成新的虚拟结构点，实施围捕。当被围捕目标进行逃脱时，无人船集群向被围捕目标的逃脱方向进行聚拢。
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公开(公告)号：CN116339297A
公开(公告)日：2023-06-27
申请号：CN202111592030.2
申请日：2021-12-23
Applicant: 北京工商大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开的是一种针对局部未知环境的无人船路径规划方法，属于无人船水质采样及路径规划领域。首先对湖面环境进行栅格处理，获得二维栅格地图后设置起始点与目标点；然后，采用改进的D*Lite算法对起始点与目标点进行路径规划，包括改进启发函数，减少扩展节点；以及改进路径代价函数，使无人船不再局限于特定方向移动；接着，对规划完的路径采用Dubins算法进行局部拐点平滑处理，使平滑后的节点仍处于栅格节点上；最后，当无人船按照路径代价最小的原则行驶，遇到未知障碍物时依然能进行重规划处理。本发明有效解决了计算效率较慢的问题，缩短了路径长度，使整体路径在未知环境中能够进行实时平滑处理，更适用于实际环境的无人船路径规划。
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公开(公告)号：CN115963844A
公开(公告)日：2023-04-14
申请号：CN202310118970.0
申请日：2023-02-03
Applicant: 北京工商大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种无人船集群遍历多目标点路径规划方法，属于水域环境的路径规划领域；具体为：基于模拟场对待测水域的无人船集群和环境分别进行建模，得到各无人船，各障碍物和洋流的模拟场强度；然后，针对无人船集群中的n艘无人船和地图中的m个目标点，基于匈牙利算法计算时间成本矩阵C；基于最短任务完成时间原则，为每个无人船分配各自的初始目标点；接着，为已被分配初始目标点的无人船继续分配新的未被遍历的目标点；最后，利用改进的RRT*算法，规划各无人船的路径，使得各无人船按顺序逐一经过被分配目标点，直到所有无人船均完成路径规划，本发明提高了在洋流环境下的有效性，缩短了无人船的实际航行时间，减少了时间成本。
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