自然資源部第一海洋研究所;中國石油大學(華東)于文灝獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉自然資源部第一海洋研究所;中國石油大學(華東)申請的專利一種高速無人船安全運動實時決策方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120370959B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-02發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510863753.3,技術領域涉及:G05D1/43;該發明授權一種高速無人船安全運動實時決策方法是由于文灝;金久才;劉德慶;丁碩;李立剛設計研發完成,并于2025-06-26向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種高速無人船安全運動實時決策方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種高速無人船安全運動實時決策方法,涉及無人船運動規劃技術領域,包括基于表征無人船航行狀態的傅汝德數,設計隨傅汝德數變化而自適應調整的預設性能函數;根據無人船運動偏差值設計高階障礙李雅普諾夫函數,并利用反步法設計無人船高速運動標稱制導律;根據無人船實時探測到的障礙物的位置和速度,構建保證避障安全的高階控制障礙函數條件;以高階控制障礙函數條件作為安全約束,并集成無人船系統驅動飽和約束,以最小化優化后制導律與標稱制導律的偏差為優化目標,實時建立二次規劃問題并求解,輸出作用于無人船控制系統的實時制導指令。本發明有效保障高速無人船在復雜動態環境下的航行安全。
本發明授權一種高速無人船安全運動實時決策方法在權利要求書中公布了:1.一種高速無人船安全運動實時決策方法,其特征在于,包括如下步驟: 步驟1,基于表征無人船航行狀態的傅汝德數,設計隨傅汝德數變化而自適應調整的預設性能函數; 步驟2,在步驟1所述預設性能函數的基礎上,根據無人船運動偏差值設計高階障礙李雅普諾夫函數,并利用反步法設計無人船高速運動標稱制導律; 步驟3,根據無人船實時探測到的障礙物的位置和速度,構建保證避障安全的高階控制障礙函數條件; 步驟4,以步驟3所述高階控制障礙函數條件作為安全約束,并集成無人船系統驅動飽和約束,以最小化優化后制導律與步驟2中標稱制導律的偏差為優化目標,實時建立二次規劃問題并求解,輸出作用于無人船控制系統的實時制導指令,作為所述高速無人船的安全運動決策; 所述步驟2具體包括: 步驟2.1,將無人船運動誤差限定在預設性能函數范圍內; 步驟2.2,構造四階正切型障礙李雅普諾夫函數: ; 步驟2.3,對求導得到誤差動力學方程: ; 步驟2.4,設計控制參數確保,反解得到無人船運動標稱制導律; 所述步驟3具體包括: 步驟3.1,基于無人船實時運動信息和探測的障礙物信息,選擇控制障礙函數并定義安全集合: ; 其中,為與船速正相關的動態安全距離,和分別為無人船和障礙物的位置; 步驟3.2,針對無人船縱蕩速度,構建一階控制障礙函數條件: ; 其中,為類函數,,為的一階微分,對應的安全集合表示為; 步驟3.3,在步驟3.2得到的一階控制障礙函數條件基礎上,針對無人船艏搖角速度構建二階控制障礙函數條件: ; 其中,為類函數,為一階控制障礙函數條件的一階微分,對應的安全集合表示為; 步驟3.4,根據步驟3.2和步驟3.3的控制障礙函數條件,計算得到制導律約束矩陣不等式: ; 其中,,為約束系數矩陣,為約束向量。
如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術,可聯系本專利的申請人或專利權人自然資源部第一海洋研究所;中國石油大學(華東),其通訊地址為:266100 山東省青島市嶗山區仙霞嶺路6號;或者聯系龍圖騰網官方客服,聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。
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