哈尔滨工程大学廖煜雷获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工程大学申请的专利面向海洋能驱动机器人的多源节能避障控制方法与系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119759026B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411940164.2,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权面向海洋能驱动机器人的多源节能避障控制方法与系统是由廖煜雷;贾琪;唐浩天;吴小涛;姜文;孙志坚;付悦文;吴泓达;刘思佳设计研发完成,并于2024-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本面向海洋能驱动机器人的多源节能避障控制方法与系统在说明书摘要公布了:面向海洋能驱动机器人的多源节能避障控制方法与系统,涉及海洋能驱动机器人领域。本发明是为了解决现有的危险规避方法没有考虑海洋能驱动机器人在危险规避过程中的能量捕获与消耗的问题。本发明采集当前决策周期下海洋能驱动机器人航行区域的海洋环境信息以及海洋能驱动机器人的自身位置、姿态和速度信息,并获得速度限制集合、避碰动作集合以及下一决策周期内能达到的速度集合,对所有集合取交集,获得当前决策周期的动作空间窗口;在动作空间窗口内采样获得当前候选对水线速度和角速度,并通过状态转换方程获取当前候选轨迹簇;利用评价函数在候选轨迹簇中选取最优速度和角速度,实现当前决策周期下海洋能驱动机器人的多源节能避障控制。
本发明授权面向海洋能驱动机器人的多源节能避障控制方法与系统在权利要求书中公布了:1.面向海洋能驱动机器人的多源节能避障控制方法,其特征在于,包括: 采集当前决策周期下海洋能驱动机器人航行区域的海洋环境信息以及海洋能驱动机器人的自身位置、姿态和速度信息; 根据采集的信息获得海洋能驱动机器人的速度限制集合、避碰动作集合以及下一决策周期内能达到的速度集合,并对所有集合取交集,获得当前决策周期的动作空间窗口; 在所述当前决策周期的动作空间窗口内进行采样,获得当前决策周期下海洋能驱动机器人的候选对水线速度和角速度,并通过状态转换方程获取当前决策周期下海洋能驱动机器人的候选轨迹簇; 利用评价函数在候选轨迹簇中选取最优速度和角速度,实现当前决策周期下海洋能驱动机器人的多源节能避障控制; 所述状态转换方程的表达式为: , 其中,为当前时刻,为动作空间窗口的时间间隔,为海洋能驱动机器人时刻的笛卡尔坐标,为海洋能驱动机器人相对海流的航向,分别表示海洋能驱动机器人在集合中采样获得的候选对水线速度和角速度,分别为海洋能驱动机器人的对水线加速度和角加速度,为采样预测轨迹的推进器预估耗能,为风能捕获系统的预估捕能,为太阳能捕获系统的预估捕能,为NSV能源系统的预估捕能,为推进器的预测输入功率,为蓄电池通过风能捕获系统充电的充电功率,为海洋能驱动机器人的太阳能输入功率,为海洋能驱动机器人能源系统的预测功率; 所述推进器的预测输入功率通过推进器耗能转换函数获得,且推进器耗能转换函数的表达式为: , 其中,表示函数符号,表示海洋能驱动机器人的纵向总阻力函数,为有义波高,为平均波周期,为波浪遭遇角,为海洋能驱动机器人搭载的电磁流速计测得的海流在大地坐标系X轴方向上的感应流速; 蓄电池通过风能捕获系统充电的充电功率通过考虑海洋能驱动机器人纵倾角影响的风能转换函数获得,且风能转换函数的表达式为: , 其中,为空气密度,为复合风能利用系数,为视风的速度,为视风流动方向和风力发电机旋转轴之间的夹角,且有: , 为海洋能驱动机器人的纵倾角,为视风流动方向和南的夹角,为海洋能驱动机器人的艏向与南的夹角; 海洋能驱动机器人的太阳能输入功率通过太阳能转换函数获得,且太阳能转换函数的表达式为: , 其中,为考虑了蓄电池充电损失的光能转化系数,为光伏面板的面积,为海洋能驱动机器人光伏板平面的太阳辐射强度,且有: , , 为地球水平面的太阳辐射强度,为太阳光线到光伏板表面的入射角,为太阳高度角,为太阳方位角; 海洋能驱动机器人能源系统的预测功率通过能源系统耗能转换函数获得,且能源系统耗能转换函数的表达式为: , , , 其中,为蓄电池的当前电压,和分别为蓄电池的最大和最小电压,为海洋能驱动机器人的能源输入功率,为海洋能驱动机器人的能源系统输出功率,为舵机的预测输出功率,为环境感知系统的预测输出功率,为卫星导航和通讯系统的预测输出功率,为控制系统电子元器件的输出功率。
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