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基于优化人工势场法的无人水面路径规划
2025年
人工势场法因其平滑的路径被广泛应用于解决水面无人路径规划问题,但人工势场法与无人的结合会出现转向角过大、航迹不可控、局部最小值问题。本文研究一种基于视线法的人工势力场法,利用视线法确定出各期望航迹点的位置,通过目标点引力与障碍物斥力实现避障;修正新定义的引力点函数和障碍物斥力函数,使其更加适用于期望航迹点的避障。仿真结果表明,改进后的算法在多障碍物与大型障碍物环境中的航迹偏差分别降低了85.61%、13.2%,艏向角变化分别降低了59.52%、17.3%,且能够引导无人摆脱局部最小值环境。优化后的人工势场法有着更强的路径保持能力,更小的避障角度需求,对无人的操控性能要求也更低,大大提高了无人的行驶安全性,具有一定的实际应用价值。
顾潮宏冯友兵仲伟波蔡立涛
关键词:人工势场法避障无人水面艇
人工势场法和A-star算法下无人水面运动控制研究
2025年
无人水面具备非线性、欠驱动的特点,尤其在外界海浪等的干扰因素作用下仅能确定局部最优路径,不能获取全局最优路径,导致无人水面运动控制效果下降,为此提出基于人工势场法和A-star算法的无人水面运动控制方法。在人工势场法中引入振荡势场,使无人水面能够跳出受力平衡的困境,从而确定局部最优路径。采用A-star算法进行海上运动区域路径搜索,结合局部最优路径以及路径平滑处理确定全局最优路径。根据航行路径规划结果,采用双闭环控制器计算无人水面的期望速度和航向角速度,通过差速推进器实现无人水面的运动控制。实验结果显示,该方法能有效控制无人水面避开障碍物,安全抵达目标点,无人水面控制成功率高,实际应用效果好。
汤华鹏
关键词:人工势场法A-STAR算法无人水面艇运动控制
一种无人水面航向控制方法
本申请涉及无人水面运动控制领域,公开了一种无人水面航向控制方法,包括以下步骤:S1、建立网络化无人水面控制系统模型;S2、将连续时间状态空间模型转化为离散时间状态空间模型;S3、构造基于编解码策略下的事件触发集员估...
于浍周媛媛李会民刘殿臣姚兆义
一种无人水面航迹融合方法及装置
本发明公开了一种无人水面航迹融合方法和装置,所述方法包括:获取无人水面感知信息,所述感知信息包括GPS数据信息和雷达数据信息;对所述雷达数据信息进行数据预处理,得到目标雷达信息;构建航迹关联模型,利用所述航迹关联模型...
王海荣温小飞厉梁卢芳芳李存军毛坤宇许克荣朱浩纲李江凡王广哲
一种无人水面路径规划方法及系统
本发明公开了一种无人水面路径规划方法及系统,具体涉及路径规划技术领域,用于解决现有的难以实时规避局部水域波干涉区域导致航向偏差的问题;通过获取目标水域的波动数据,并进行多源传感器融合处理,生成用于识别波干涉区域的基础数...
蔡喜光
一种基于无人水面的AUV自主布放回收装置
本发明公开了一种基于无人水面的AUV自主布放回收装置,属于AUV回收设备技术领域。包括无人载体、升降装置、动力组件和回收使能组件;无人载体包括通过钢结构架与电控集成舱室底端连接的固定浮力模块;回收使能组件包括第一对...
孙玉山舒国洋杨子澳关宏升王啸天张磊庄佳园
一种无人水面多元信息联合感知方法及系统
本发明涉及多元信息联合感知技术领域,特别是涉及一种无人水面多元信息联合感知方法及系统。本发明包括获取无人水面水面环境的目标探测数据;对目标探测数据进行坐标转换、点云坐标校正,分别构建栅格态势地图;对栅格态势地图进行目...
乔鹏飞孙创杨鑫覃月明徐杨罗逸豪
无人水面集群系统有限时间分布式编队方法
提供一种无人水面集群系统有限时间分布式编队方法,不仅能保证无人水面系统在有限时间达到期望的编队模式,而且能确保系统速度和编队误差在整个运行期间始终满足时变约束需求,该方法包括下列步骤:建立三自由度无人水面运动学和动...
吕茂隆王萍沈堤万路军张博洋董泽洪何兴宇
无人水面自主航行控制仿真系统研究
2024年
无人水面(unmanned surface vehicle,USV)具有系统复杂、试验区域受限、算法验证实效率低等问题,因此,设计一套无人仿真模拟系统,具备算法验证、任务推演、数据回放等功能,能加快开发速度,提高试验效率,降低试验成本。该仿真模拟系统集成了5个模块:显控模块用于地图显示、全局航路规划和数据显示等;操纵性运动模型模块主要采用三自由度响应数学模型;环境信息模块主要实现对环境感知数据真实模拟;航行控制模块主要实现无人航路跟踪以及航向、航速精确控制;避障模块根据航行态势进行实时避障。该仿真系统中各模块之间相互独立,可进行模块的更换和参数设置,仿真试验结果表明,该仿真系统可以为自主航行算法开发和任务推演提供可靠的验证过程和结果。
程宇付悦文李鲁
关键词:无人艇仿真系统
基于多传感器的无人水面自主回收引导
2024年
布放回收是无人应用的关键技术之一,是制约其深远海应用的主要瓶颈问题,目前无人的回收基本采用人工辅助或遥控手段,保障要求高、智能化水平低,无法满足无人自主回收的需求。为实现无人回收时脱挂钩的自动化操作,设计了一种吊放式的自动收放装置及其控制系统,在回收引导方面提出了基于相机与激光雷达信息融合的目标挂钩检测与定位方法,在回收控制方面提出了基于改进积分视线导引的无人回收路径跟踪控制算法。试验结果表明,在不同天气条件下,目标挂钩RMSE定位误差均小于0.5 m,满足无人回收引导的要求,回收引导成功率80%,初步解决了无人吊放式回收的自动脱挂钩问题。
薛亮许晨孙雪娇魏红艳董琪皓
关键词:无人艇多传感器融合

相关作者

王建华
作品数:168被引量:151H指数:6
供职机构:上海海事大学
研究主题:无人水面艇 航行器 图像 机器人 无人艇
李小毛
作品数:169被引量:154H指数:7
供职机构:上海大学
研究主题:无人艇 无人水面艇 目标跟踪 艇体 海面目标
彭艳
作品数:907被引量:276H指数:11
供职机构:上海大学
研究主题:无人艇 艇体 电流变液 机器人 发电
杨钊
作品数:19被引量:25H指数:3
供职机构:上海海事大学
研究主题:无人水面艇 水面溢油 监测装置 模糊PID 模糊控制
熊亚洲
作品数:16被引量:43H指数:3
供职机构:上海电机学院电气学院
研究主题:无人水面艇 图像 灰度共生矩阵 光照条件 视觉系统