公开(公告)号：CN110263400B

公开(公告)日：2022-08-02

申请号：CN201910503700.5

申请日：2019-06-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  范佳佳 ,  廖煜雷 ,  姜权权 ,  姜言清 ,  袁铭啸 ,  武皓微 ,  姜文 ,  贾琪 ,  杜廷朋

IPC: G06F30/15 ,  G06F30/20 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明提供一种无人艇非线性动力学模型的积分辨识方法，通过获取所需辨识双体无人艇Z型试验数据；对数据中大幅度偏离真实值的野值进行剔除处理；建立无人艇一阶非线性K‑T方程的运动模型；选取舵角和艏向角速度与时间的关系列表；对K‑T方程进行积分化处理，对需辨识的模型方程两侧基于时间区域进行积分，利用积分方式舍掉角加速度，引入艏向角数据；对积分区间离散并求积，对积分区间以控制节拍为基准进行离散，并采取牛顿‑科特斯求积公式插值求积；利用最小二乘方法使辨识方程两侧差值的平方最小，即可求得K,T,α的值。本发明的方法可以对无人艇操纵模型的一阶非线性项进行辨识，在无人艇动力学模型辨识上具有显著进步，可以同时兼顾效率与性能。

公开(公告)号：CN110231821B

公开(公告)日：2022-05-31

申请号：CN201910474756.2

申请日：2019-06-03

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 廖煜雷 ,  范佳佳 ,  李晔 ,  姜权权 ,  姜文 ,  贾琪 ,  杜廷朋 ,  成昌盛 ,  李姿科 ,  李志晨

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明属于移动机器人编队运动规划领域，具体涉及一种多机器人编队的改进自适应零空间行为融合方法，包括以下步骤：将机器人的编队运动过程分解成3种运动行为：奔向目标点、避障、编队；确定3种运动行为的执行顺序，其优先级顺序为为避障、奔向目标点、编队；建立每一行为的运动模型；根据机器人运动信息求解行为运动模型；本发明的方法是在传统的零空间行为融合方法基础上，在避障行为中提出了一种逻辑优先的机器人间障碍物选定策略，有效避免了在两个机器人互为障碍物时，复选产生“越避越远”偏离任务路线的现象，提高了多机器人编队任务效率，有利于编队队形保持，在运动规划上具有显著进步。

公开(公告)号：CN108319140B

公开(公告)日：2021-06-01

申请号：CN201810106120.8

申请日：2018-02-02

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 廖煜雷 ,  付跃文 ,  姜权权 ,  陈启贤 ,  苏玉民 ,  张磊 ,  潘恺文 ,  张伟 ,  张蔚欣

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明涉及一种重定义输出式无模型自适应航向控制方法及系统，给定航向系统的期望输出量y*(k)＝f(r*,ψ*)并输入至无模型自适应控制器，将航向系统输出量y(k)＝f(r,ψ)作为无模型自适应控制器的负反馈输入，通过无模型自适应控制器解算和在线辨识，输出期望输入u(k)，期望输入u(k)输入至操纵机构，操纵机构执行期望输入指令，将执行结果输入至水中航行设备，改变水中航行设备的航向角速度r和航向角ψ，通过姿态传感器作为负反馈输入至无模型自适应控制器。本发明通过重定义舰船航向系统的输出，使得水中航行设备航向系统满足MFAC理论对受控系统“拟线性”假设条件的要求，即控制输入增加时，相应的受控系统输出是不减的。从而使得该重定义输出式MFAC算法适应于舰船的航向控制。

公开(公告)号：CN109116727B

公开(公告)日：2021-05-11

申请号：CN201811031880.3

申请日：2018-09-05

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 廖煜雷 ,  杜廷朋 ,  姜权权 ,  姜文 ,  李晔 ,  贾琪 ,  成昌盛 ,  苏玉民 ,  张磊

IPC: G05B13/02

Abstract: 本发明属于海洋运载器运动控制领域，具体涉及一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法；包括向海洋运载器下达期望航速指令即y*(k)；通过传感器测得海洋运载器当前的实际航速y(k)，并计算航速误差e(k)；若|e(k)|小于预先设定的误差阈值e0，则认为海洋运载器航速收敛到期望航速，否则将e(k)作为基于低通滤波器的PID_FO_FFDL_MFAC算法的输入，并由该控制器解算出当前时刻的期望指令u(k)，海洋运载器推进机构即螺旋桨或喷水推进等模式执行期望指令，海洋运载器航速发生改变；通过海洋运载器上搭载的传感器测得此刻海洋运载器的实际航速，本发明通过引入低通滤波器降低了微分项的引入对系统性能的不利影响，从而使得海洋运载器航速能够快速稳定收敛到期望航速。

公开(公告)号：CN107544500B

公开(公告)日：2020-12-29

申请号：CN201710839806.3

申请日：2017-09-18

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 廖煜雷 ,  贾知浩 ,  张伟斌 ,  李晔 ,  王磊峰 ,  陈启贤 ,  张伟 ,  何佳雨 ,  姜权权 ,  秦洪德

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供一种考虑约束的无人艇靠泊行为轨迹规划方法，远端规划：1计算当前的期望艏向；2对期望艏向进行近障碍前瞻补偿；3更新无人艇位置；4判断无人艇是否到达远端规划目标点，是则结束远端规划转入近岸规划阶段，否则返回步骤1。近岸规划：1计算出指向第ii的初始值为1个虚拟码头的期望路径；2计算无人艇距离目标码头的距离，为当前期望速度添加码头约束；3更新无人艇位置；4判断无人艇是否抵达第i个虚拟码头，是则转步骤5，否则返回步骤2；5判断第i个虚拟码头是否为目标码头，是则规划完毕程序结束，否则令i＝i+1，返回步骤1。本发明采用了改进人工势场法，为无人艇的自主靠泊控制问题提供便利。

公开(公告)号：CN108563113B

公开(公告)日：2020-11-20

申请号：CN201810602151.2

申请日：2018-06-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 王磊峰 ,  廖煜雷 ,  潘恺文 ,  李晔 ,  张蔚欣 ,  姜权权 ,  范佳佳 ,  贾知浩

IPC: G05B13/02

Abstract: 本发明提供一种舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法，本发明中控制系统采用外环导航控制器和内环角速度控制器的组合方式，外环导航控制器计算期望转艏角速度，内环MFAC角速度控制器完成角速度控制，间接实现航向控制的目的。实际应用中，角速度传感器噪声大，本发明利用控制系统历史输入输出数据进行角速度预测，通过卡尔曼滤波器对角速度数据滤波，作为内环角速度控制器的反馈输入，抑制角速度传感器的噪声，有效提高实际应用中的控制效果。本发明将MFAC控制理论引入舰船艏向控制领域，借助MFAC理论独特的自适应性及在线数据驱动优点，本发明提供的舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法具有较强的自适应性。

公开(公告)号：CN110161858A

公开(公告)日：2019-08-23

申请号：CN201910451217.7

申请日：2019-05-28

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  姜权权 ,  廖煜雷 ,  成昌盛 ,  武皓微 ,  潘恺文 ,  张铁栋

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供的是一种自然能驱动无人艇用面向螺旋桨减震的航速控制方法。(1)设定控制输入数据丢包的起始时刻t0，根据波浪周期T0决定每次丢包所包含的控制输入数据的数量n的上限；(2)当kiT≤t＜ki+1T时，令v(t)＝v(kiT)；(3)将期望航速v*(k)与当前实际航速v(t)相减得到误差e(kiT)，根据e(kiT)求解控制输出F(t)，当e(kiT)的绝对值|e(kiT)|小于设定的偏差阈值e0时执行步骤(4)否则执行(5)；(4)当螺旋桨的震荡频率f小于不丢包时螺旋桨的震荡频率f1跳出循环，否则令n＝n+1；(5)根据e(kiT)解算出控制输出指令F(t)；(6)推进机构接收并执行控制输出指令F(t)，更新自然能驱动无人艇航速v(t)，并转到步骤(2)。本发明不仅实现了对自然能驱动无人艇航速的有效控制，同时解决了自然能驱动无人艇推进机构震荡剧烈的问题。

公开(公告)号：CN109344717A

公开(公告)日：2019-02-15

申请号：CN201811017259.1

申请日：2018-09-01

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  李晔 ,  王博 ,  廖煜雷 ,  陈启贤 ,  贾知浩 ,  王有康 ,  庞硕 ,  姜权权 ,  顾华宇 ,  武皓微

IPC: G06K9/00 ,  G06N3/04

Abstract: 一种多阈值动态统计的深海目标在线检测识别方法，属于机器视觉领域。本发明利用水下机器人平台充分考虑深海区域环境信息，对卷积神经网络中锚点产生矩形种类及数目进行修正；训练模型时，在损失函数模块中添加最小稳定数值检测程序，在稳定的最小值处停止训练得到最佳模型；改变制作的数据集中训练、验证和检测的图片的数量比例，得到不同的训练结果，选择检测和识别准确度最高的比例选练出来的模型来添加到水下机器人的视觉模块中进行实时的目标检测识别；采用一种改进的多阈值动态开窗方式进行目标数量检测，每个阈值高度的检测带检测到不同的目标数量进行计数统计。本发明比传统目标检测识别方法更加快速和准确，对复杂环境的适应性更强。

公开(公告)号：CN109213162A

公开(公告)日：2019-01-15

申请号：CN201811017185.1

申请日：2018-09-01

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  李晔 ,  王博 ,  廖煜雷 ,  陈启贤 ,  贾知浩 ,  王有康 ,  庞硕 ,  姜权权 ,  顾华宇 ,  武皓微

IPC: G05D1/02

Abstract: 一种多传感器信息融合的水面无人艇水池自主靠泊离岸方法，属于无人艇自主运动控制领域。本发明根据卷积神经网络训练的模型来对目标进行检测识别，识别出堤岸和指示灯，然后将测得的两者的距离和方位反馈给定位和测距更加准确的毫米波雷达，毫米波雷达通过对接收信息处理创建堤岸和指示灯关于距离的反射截面积函数，确定堤岸和指示灯，融合两者信息完成岸堤和指示灯的识别定位及测距任务，通过改变无人艇尾部的电磁铁的电流方向，与岸端靠泊装置磁铁相吸/相斥，完成靠泊/离岸。本发明通过水面无人艇携带的摄像头、毫米波雷达及岸端无人艇靠泊释放装置来自主完成水面无人艇的靠泊离岸操作，且结构清晰，逻辑性较强，易于编程实现。

公开(公告)号：CN110231822B

公开(公告)日：2022-04-05

申请号：CN201910480480.9

申请日：2019-06-04

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 廖煜雷 ,  姜权权 ,  李晔 ,  成昌盛 ,  武皓微 ,  潘恺文 ,  张铁栋 ,  王卓

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种舰船用变输出约束式无模型自适应航向控制方法，属于舰船运动控制领域；本发明首先定义系统输出约束函数；然后将航向系统的期望输出量y*(k)与实际输出量y(k)相减得到误差e(k)；当误差e(k)超过设定的航向状态偏差的阈值e0时，通过变输出约束式无模型自适应控制方法根据e(k)解算出期望舵角um(k)；然后操纵机构接收并执行航向系统输入指令u(k)，令k＝k+1，更新舰船航向ψ(k)。本发明以的形式为例，通过变输出约束函数的引入，降低了输出重定义无模型自适应控制方法对重定义系数的敏感性，同时提高了系统的鲁棒性。