公开(公告)号：CN113961000A

公开(公告)日：2022-01-21

申请号：CN202110974343.8

申请日：2021-08-24

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  马昊冉 ,  历志 ,  李伟 ,  李铁山

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供一种基于改进RRT算法的船舶路径规划与跟踪控制方法，包括：获取周围环境及周围其他船舶的海况信息；设置参数，采用嵌入Dijkstra算法的改进RRT算法对此海况下的本船进行合理规避障碍物的路径规划；对规划的路径作曲线拟合得出优化后的路径，并将优化后的路径用一条函数曲线表示；将此曲线作为船舶运动控制系统的期望输入，利用所设计的神经网络滑膜跟踪控制器跟踪运动学子系统的引导率信号，对船舶规划路径进行跟踪。本发明采用嵌入Dijkstra算法的改进RRT算法进行船舶路径规划，将规划的优化路径作为船舶运动控制系统的期望输入，基于工业界广为使用的内外环控制思想设计船舶运动学跟踪控制率，解决了欠驱动船舶路径跟踪问题。

公开(公告)号：CN113961000B

公开(公告)日：2024-07-23

申请号：CN202110974343.8

申请日：2021-08-24

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  马昊冉 ,  历志 ,  李伟 ,  李铁山

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明提供一种基于改进RRT算法的船舶路径规划与跟踪控制方法，包括：获取周围环境及周围其他船舶的海况信息；设置参数，采用嵌入Dijkstra算法的改进RRT算法对此海况下的本船进行合理规避障碍物的路径规划；对规划的路径作曲线拟合得出优化后的路径，并将优化后的路径用一条函数曲线表示；将此曲线作为船舶运动控制系统的期望输入，利用所设计的神经网络滑膜跟踪控制器跟踪运动学子系统的引导率信号，对船舶规划路径进行跟踪。本发明采用嵌入Dijkstra算法的改进RRT算法进行船舶路径规划，将规划的优化路径作为船舶运动控制系统的期望输入，基于工业界广为使用的内外环控制思想设计船舶运动学跟踪控制率，解决了欠驱动船舶路径跟踪问题。

公开(公告)号：CN117111614A

公开(公告)日：2023-11-24

申请号：CN202311152095.4

申请日：2023-09-07

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  刘子涵 ,  马昊冉 ,  刘陆 ,  彭周华 ,  李铁山

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供一种基于改进人工势场法的船舶编队避碰避障与跟踪控制方法，包括：构建无人船数学模型，并考虑改进的人工势场，引入斥力函数，设计斥力函数对应速度；对运动学系统中存在的不确定项和外界干扰，利用扩张状态观测器进行观测，设计运动学制导律；设计动力学控制器，实现对运动学制导律的跟踪，并针对动力学系统中存在的未知函数项问题，引入RBFNN系统对其进行逼近；设计Lyapunov函数，证明闭环系统的稳定性。本发明采用Matlab软件对理论算法进行仿真实验，仿真结果验证基于改进人工势场法的船舶编队避碰避障及跟踪控制的有效性，解决了考虑避碰避障的船舶编队避碰避障与跟踪控制问题。

公开(公告)号：CN115437251A

公开(公告)日：2022-12-06

申请号：CN202211060827.2

申请日：2022-08-31

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  马昊冉 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  李铁山 ,  陈俊龙

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种带有输入量化的USV路径规划与模糊自适应跟踪控制方法，包括：获取周围环境及周围其他船舶的海况信息，设置参数；采用模拟退火算法改进传统人工势场法对海况信息下的本船进行合理规避障碍物的路径规划；对规划的路径作曲线拟合得出优化后的路径，并将优化后的路径用一条函数曲线表示，将曲线作为船舶运动控制系统的期望输入；设计基于扩张状态观测器的运动学制导律和自适应模糊量化控制器，对船舶规划路径进行跟踪。本发明采用模拟退火算法改进的人工势场法进行船舶路径规划，将规划的优化路径作为船舶运动控制系统的期望输入，基于扩张状态观测器设计船舶运动学跟踪控制率，通过设计自适应模糊量化器解决了欠驱动船舶路径跟踪问题。

公开(公告)号：CN113341980A

公开(公告)日：2021-09-03

申请号：CN202110653707.2

申请日：2021-06-11

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  李伟 ,  李学健 ,  马昊冉 ,  李铁山

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供一种基于改进人工势场法的船舶自动避碰及路径规划方法,包括：获取周围环境信息以及周围其他船舶的信息；计算参数，根据计算的参数信息判断是否存在碰撞危险；若不存在碰撞危险，则船舶不采取避碰措施，保向保速航行；若存在碰撞危险，则运用改进人工势场法，输入初始参数后，获得避碰路径，船舶根据避碰路径进行航行；避碰结束后，根据设定原目标点位置利用改进人工势场法重新进行路径规划。本发明采用改进人工势场法引导船舶进行自动避碰，将船舶会遇态势判断机制和船舶碰撞危险度引入到势力场的构建中，解决了船舶自动避碰应用中无法判断避让责任和紧迫局面的技术问题，采取避让措施的过程中能够更加严格地遵守《避碰规则》的要求。