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题名水面无人艇单目视觉伺服自主控制研究综述
被引量：6
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作者
何红坤
王宁
张富宇
韩冰
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机构
大连海事大学船舶电气工程学院
大连海事大学轮机工程学院
江苏海洋大学海洋工程学院
上海船舶运输科学研究所
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出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2024年第1期15-28,共14页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52271306)
船舶总体性能创新研究开放基金资助项目(31422120)
辽宁省中央引导地方科技发展专项资金资助(2023JH6/100100010)。
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文摘
单目视觉伺服采用相机模仿人眼视觉功能,感知周围环境和测量运动状态,是提高无人艇航行感知与控制自主性的重要手段。首先,从基本原理出发,简述视觉伺服技术分类、相机透视投影原理和无人艇运动数学模型,为文献综述分析提供框架基础。然后,根据任务复杂度,依次综述单目视觉伺服在无人艇航向控制、镇定控制、轨迹跟踪控制和集群控制等典型应用场景下的研究进展和挑战。最后,系统性地总结无人艇单目视觉伺服自主控制的潜在研究方向和发展趋势。
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关键词
无人艇
单目视觉伺服
航向控制
镇定控制
轨迹跟踪控制
集群控制
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Keywords
unmanned surface vehicle(USV)
monocular visual servo
course control
stabilization control
trajectory tracking control
swarm control
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分类号
U664.82
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名欠驱动无人船单目视觉伺服镇定控制
被引量：11
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作者
何红坤
王宁
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机构
大连海事大学船舶电气工程学院
大连海事大学轮机工程学院
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出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2022年第5期166-174,183,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52271306)
船舶总体性能创新研究开放基金资助项目(31422120)。
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文摘
[目的]针对全球定位系统拒止环境下的欠驱动无人船(USV)精准位姿镇定问题,提出一种基于单应性的欠驱动无人船单目视觉伺服镇定控制方法。[方法]借助单应性分解技术,直接从当前图像和期望图像中重构出具有未知尺度因子的位姿误差,可完全摆脱相机外部参数标定和目标物先验信息;针对欠驱动约束,在连续时变输出反馈控制器中引入基于持续激励艏摇角的周期函数,使得欠驱动无人船能够在图像深度、运动速度、模型参数均未知的情况下实现镇定控制。[结果]在李雅普诺夫理论框架下,采用芭芭拉引理严格证明了欠驱动无人船视觉伺服闭环控制系统的渐近稳定性。[结论]仅采用船载单目相机,所提出的视觉伺服策略能够确保欠驱动无人船实现精准位姿镇定,为海上接驳对接、靠离泊、动力定位等实际需求提供重要技术支撑。
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关键词
欠驱动无人船
单目视觉伺服
镇定控制
连续时变输出反馈
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Keywords
underactuated unmanned surface vehicle
monocular visual servo
stabilization control
continuous time-variant output feedbacks
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分类号
U664.82
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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