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公开(公告)号：CN113194502B
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN202110482235.9
申请日：2021-04-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种无人机集群的分布式中心选择和通信方法，属于无人机通信技术领域，用以解决现有集中式通信网络由于中心节点断开连接而导致无人机群通信网络崩溃的问题。本发明的技术要点包括：将无人机节点状态描述为下述三者之一：Leader、Follower和Candidate，通过动态地调整节点状态来应对复杂的网络环境，考虑了节点状态转换中可能出现的各种情况，并给出了应对策略，当通信网络中Leader不存在或断开连接，无人机机群能快速地、自主地、分布式地选取出新的Leader作为中心节点，以此建立新的集中式通信网络。本发明保证了后端的全局态势感知和决策的全局最优性，同时解决了对抗环境下集中式通信架构不鲁棒的问题。本发明可用于无人机集群的任务分配中。
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公开(公告)号：CN114353800A
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN202111671574.8
申请日：2021-12-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 一种基于谱图方法的多机器人互定位可观性判别方法及系统，涉及多机器人互定位技术领域，用以解决任意相对位置测量构型和运动约束条件下多机器人互定位系统的可观性判别问题。本发明的技术要点包括：首先为多机器人互定位系统定义了拓展相对位置测量图，包括相对位置测量配置和运动约束条件，进而给出了快速判别系统可观或不可观的充分条件；然后构造了基于拓展相对位置测量图的可观性判别矩阵，并基于该判别矩阵给出可观性判别的充要条件。本发明简化了判别基于相对位置测量的多机器人互定位可观性的逻辑与计算量。本发明可应用于判别相对位置测量的多机器人互定位可观性和多机器人互定位系统相对位置量测拓扑结构设计中。
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公开(公告)号：CN119653305A
公开(公告)日：2025-03-18
申请号：CN202411677129.6
申请日：2024-11-22
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种通信高效的双融合一致性分布式协同定位方法及系统，涉及多机器人协同定位技术领域。本发明的技术要点包括：对于多机器人系统，每个机器人依次执行以下操作以获得自身定位：自我运动预测：基于自运动信息，使用扩展卡尔曼滤波器预测自身的状态估计和协方差估计；异构融合：机器人获取邻近观察到的机器人的状态估计和协方差估计，并将自身的估计和来自邻近观察到的机器人的估计以及相对或绝对测量进行联合融合；同构融合：使用协方差交集技术将联合融合获得的后验估计与自身的估计结合在一起，从而获得最终位置估计。本发明结合了异构和同构融合，对存储、通信负载和网络连接性要求最低，确保了充分利用所有可用信息。
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公开(公告)号：CN115016268B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202210605548.3
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于滑模理论的可倾转四旋翼无人机容错控制方法，涉及无人机控制技术领域，用以解决现有的四旋翼无人机控制方法不能有效地对无人机位置和姿态进行独立控制地问题。本发明技术要点包括：考虑系统参数的不确定性、外部扰动以及执行器故障导致的内部扰动，展开动力学模型；根据滑模控制理论，设计终端快速非奇异滑模控制器，并设计控制分配方法，将期望力和期望力矩转为电机转速和倾转角；进一步设计延时扰动观测器，检测系统是否出现执行器故障；设计控制参数调整策略，保证系统出现故障时控制器能正常工作；进一步利用抖振抑制方法减小控制器输出的抖振现象。本发明实时性好，跟踪误差可快速收敛，适用于可倾转四旋翼无人机的位置及姿态控制。
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公开(公告)号：CN119492380A
公开(公告)日：2025-02-21
申请号：CN202411626247.4
申请日：2024-11-14
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于变换的多机器人一致性协同定位方法及系统，涉及机器人定位技术领域。本发明的技术要点包括：获取多个机器人的自身运动信息和机器人之间的相对测量信息；基于自身运动信息和相对测量信息建立线性化误差状态系统，该线性化误差状态系统的不可观子空间保持时间不变，独立于线性化点；基于线性化误差状态系统设计具有可观一致性的变换扩展卡尔曼滤波器，并利用其进行多机器人协同定位。其中，通过建立原始系统与变换后的线性化误差状态系统的不可观子空间之间的关系，提出一种基于变换的方法来建立线性化误差状态系统，解决了由于可观性不匹配而导致的不一致性问题。实验表明，本发明在准确性和一致性方面优于现有方法。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115016268A
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202210605548.3
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于滑模理论的可倾转四旋翼无人机容错控制方法，涉及无人机控制技术领域，用以解决现有的四旋翼无人机控制方法不能有效地对无人机位置和姿态进行独立控制地问题。本发明技术要点包括：考虑系统参数的不确定性、外部扰动以及执行器故障导致的内部扰动，展开动力学模型；根据滑模控制理论，设计终端快速非奇异滑模控制器，并设计控制分配方法，将期望力和期望力矩转为电机转速和倾转角；进一步设计延时扰动观测器，检测系统是否出现执行器故障；设计控制参数调整策略，保证系统出现故障时控制器能正常工作；进一步利用抖振抑制方法减小控制器输出的抖振现象。本发明实时性好，跟踪误差可快速收敛，适用于可倾转四旋翼无人机的位置及姿态控制。
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公开(公告)号：CN119879983A
公开(公告)日：2025-04-25
申请号：CN202411958272.2
申请日：2024-12-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于变换误差状态的视觉惯性里程计方法及系统，涉及视觉惯性里程计优化技术领域。本发明的技术要点包括：利用变换扩展卡尔曼滤波器估计位姿信息，包括：根据实时获取的视觉和IMU数据建立系统连续时间运动模型和量测方程；基于系统连续时间运动模型和量测方程建立线性化误差状态系统；设计一种线性时变变换，利用线性时变变换将线性化误差状态系统变换为系统状态与系统不可观测子空间无关的误差状态系统；基于变换后的线性化误差状态系统进行状态估计，获取估计位姿信息。本发明提出基于变换的方法解决VINS中不一致性问题，缓解了可观测性不匹配问题，保证了应用变换扩展卡尔曼滤波器的视觉惯性里程计具有一致的估计结果。
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公开(公告)号：CN114942029B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202210605999.7
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 一种基于匿名相对角度量测的多机器人互定位方法及系统，涉及机器人定位技术领域，用以解决现有的基于相对量测的协同定位方法在机器人位姿的先验信息未知的情况下无法实现机器人准确定位的问题。本发明的技术要点包括：提出一种数据关联算法来获得相对角度量测的身份信息，具体包括：获取多个机器人的匿名量测信息；构建用于描述匿名量测信息与多个机器人之间对应关系的关联矩阵；根据多个机器人相对角度量测之间的几何约束对关联矩阵求解，以获得多个机器人的身份信息；然后使用拓展卡尔曼滤波器来融合里程计信息和相对角度量测，以估计系统状态即机器人之间的相对位姿信息。本发明适用于解决雷达、相机等匿名相对角度传感器的数据关联问题中。
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公开(公告)号：CN114942029A
公开(公告)日：2022-08-26
申请号：CN202210605999.7
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 一种基于匿名相对角度量测的多机器人互定位方法及系统，涉及机器人定位技术领域，用以解决现有的基于相对量测的协同定位方法在机器人位姿的先验信息未知的情况下无法实现机器人准确定位的问题。本发明的技术要点包括：提出一种数据关联算法来获得相对角度量测的身份信息，具体包括：获取多个机器人的匿名量测信息；构建用于描述匿名量测信息与多个机器人之间对应关系的关联矩阵；根据多个机器人相对角度量测之间的几何约束对关联矩阵求解，以获得多个机器人的身份信息；然后使用拓展卡尔曼滤波器来融合里程计信息和相对角度量测，以估计系统状态即机器人之间的相对位姿信息。本发明适用于解决雷达、相机等匿名相对角度传感器的数据关联问题中。
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公开(公告)号：CN114879739B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202210605426.4
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/46
Abstract: 一种基于零空间的可倾转四旋翼无人机控制分配方法及系统，属于无人机控制技术领域，用以解决现有技术不能得到准确的执行器控制指令的问题。本发明对于可倾转四旋翼无人机的动力学模型进行模型变换，得到含时变参数的控制效率矩阵，再利用变量代换将控制效率矩阵中的时变参数转移到虚拟推力向量中；利用矩阵伪逆与零空间的性质得到虚拟推力向量的显式表达；在虚拟推力向量中的期望指令超限个数不大于2个时，采用非线性重分配方法得到执行器控制指令的精确解；在期望指令超限个数大于2个时，基于上一时刻控制指令的精确解进行二次规划，以得到指令变化量及当前时刻指令的最优解。本发明适用于在可倾转四旋翼无人机飞行的全时段进行控制分配解算。
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