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基于矢量推进无人船的轨迹控制方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

技术编号:40756620 阅读:7 留言:0更新日期:2024-03-25 20:10
本发明专利技术实施例公开了一种基于矢量推进无人船的轨迹控制方法、装置、设备及介质。所述方法包括:根据目标线路确定预瞄距离,并根据预瞄距离与无人船的当前位置确定预瞄点;根据预瞄点确定预瞄坐标系,并将无人船的坐标转换为预瞄坐标系下的坐标以获取坐标误差信息;根据获取的扰动信息判断无人船的当前航行场景是否为高扰动场景,若是则将坐标误差信息与扰动信息输入预设动力学模型中获取目标推力与目标力矩;将目标推力与目标力矩根据预设平衡关系分配至无人船的每个推进器中,确定每个推进器的油门开度以及控制角度。通过实施本发明专利技术实施例的方法可控制无人船在复杂水面环境下仍能完成轨迹跟踪控制,以提高其应对复杂水面环境的适应能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人船的,尤其涉及一种基于矢量推进无人船的轨迹控制方法、装置、设备及介质


技术介绍

1、随着无人船应用技术的不断发展,无人船在负载水域环境中的应用需求不断增加,这使得无人船在面对大风浪等的高扰动场景下仍需要保持安全。但是现有的无人船多为欠驱动系统,其对于无人船的抗干扰能力和场景适应能力均有一定的限制,因此部分无人船选择使用矢量推进系统,可是现有技术中的矢量推进无法在保证控制性能的前提下仍能高效的实现无人船运动功能,导致无法在复杂水面环境下仍能稳定、安全地控制无人船的运行。


技术实现思路

1、本专利技术实施例提供了一种基于矢量推进无人船的轨迹控制方法、装置、设备及介质,旨在解决现有技术中控制无人船在复杂水面环境的运行能力不足的问题。

2、第一方面,本专利技术实施例提供了一种基于矢量推进无人船的轨迹控制方法,其包括:根据目标线路确定预瞄距离,并根据所述预瞄距离与所述无人船的当前位置确定预瞄点;根据所述预瞄点确定预瞄坐标系,并将所述无人船的坐标转换为所述预瞄坐标系下的坐标以获取坐标误差信息;根据获取的扰动信息判断所述无人船的当前航行场景是否为高扰动场景,若是则将所述坐标误差信息与所述扰动信息输入预设动力学模型中获取目标推力与目标力矩;将所述目标推力与所述目标力矩根据预设平衡关系分配至所述无人船的每个推进器中,确定每个所述推进器的油门开度以及控制角度。

3、第二方面,本专利技术实施例还提供了一种基于矢量推进无人船的轨迹控制装置,其包括:确定单元,用于根据目标线路确定预瞄距离,并根据所述预瞄距离与所述无人船的当前位置确定预瞄点;获取单元,用于根据所述预瞄点确定预瞄坐标系,并将所述无人船的坐标转换为所述预瞄坐标系下的坐标以获取坐标误差信息;判断单元,用于根据获取的扰动信息判断所述无人船的当前航行场景是否为高扰动场景,若是则将所述坐标误差信息与所述扰动信息输入预设动力学模型中获取目标推力与目标力矩;分配单元,用于将所述目标推力与所述目标力矩根据预设平衡关系分配至所述无人船的每个推进器中,确定每个所述推进器的油门开度以及控制角度。

4、第三方面,本专利技术实施例还提供了一种计算机设备,其包括存储器及处理器,所述存储器上存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

5、第四方面,本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器执行时可实现上述方法。

6、本专利技术实施例提供了一种基于矢量推进无人船的轨迹控制方法、装置、设备及介质。其中,所述方法包括根据目标线路确定预瞄距离,并根据所述预瞄距离与所述无人船的当前位置确定预瞄点;根据所述预瞄点确定预瞄坐标系,并将所述无人船的坐标转换为所述预瞄坐标系下的坐标以获取坐标误差信息;根据获取的扰动信息判断所述无人船的当前航行场景是否为高扰动场景,若是则将所述坐标误差信息与所述扰动信息输入预设动力学模型中获取目标推力与目标力矩;将所述目标推力与所述目标力矩根据预设平衡关系分配至所述无人船的每个推进器中,确定每个所述推进器的油门开度以及控制角度。本专利技术实施例通过将获取的坐标误差信息与扰动信息输入预设的动力学模型中确定所述无人船所需要的目标推力与目标力矩,若是在复杂水面环境则根据预设平衡关系将目标推力与目标力矩平衡分配至所述无人船的多个推进器中,以此控制所述推进器,从而达到控制所述无人船在复杂水面环境下仍能完成轨迹跟踪控制,提高其应对复杂水面环境的适应能力。

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【技术保护点】

1.一种基于矢量推进无人船的轨迹控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述坐标误差信息与所述扰动信息输入预设动力学模型中获取目标推力与目标力矩的步骤,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述目标推力与所述目标力矩根据预设平衡关系分配至所述无人船的每个推进器中的步骤之前,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将所述目标推力与所述目标力矩根据预设平衡关系分配至所述无人船的每个推进器中,确定每个所述推进器的油门开度的步骤,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设动力学模型为:其中,分别为 X、Y 轴方向推力,为所述无人船的质量,分别为 X、Y 轴方向加速度,分别为 X、Y 轴方向阻力,分别为 Z 轴方向的推力矩与阻力矩,为 Z 轴方向转动惯量,为绕 Z 轴运动的角加速度。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述推进器包括固定推进器与矢量推进器,所述预设平衡关系为:其中,为所述推进器的推力,为所述矢量推进器的矢量角度,A、B 为所述推进器之间距离,分别为X、Y轴方向推力,为Z轴方向的推力矩。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述推进器的油门开度以及控制角度的步骤之后,还包括:

8.一种基于矢量推进无人船的轨迹控制装置,其特征在于,包括:

9.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括存储器及处理器,所述存储器上存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器执行时可实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

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【技术特征摘要】

1.一种基于矢量推进无人船的轨迹控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述坐标误差信息与所述扰动信息输入预设动力学模型中获取目标推力与目标力矩的步骤,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述目标推力与所述目标力矩根据预设平衡关系分配至所述无人船的每个推进器中的步骤之前,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将所述目标推力与所述目标力矩根据预设平衡关系分配至所述无人船的每个推进器中,确定每个所述推进器的油门开度的步骤,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设动力学模型为:其中,分别为 x、y 轴方向推力,为所述无人船的质量,分别为 x、y 轴方向加速度,分别为 x、y 轴方向阻力,分别为 z 轴方向的推力矩与阻力矩,为 z 轴方向转动惯量,为绕 z 轴运...

【专利技术属性】
技术研发人员:王培栋杨鹏程宇威
申请(专利权)人:陕西欧卡电子智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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