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水面无人艇集群安全高效协同编队与避障控制系统
发布时间: 2025-10-30
基本信息
合作方式：
委托开发
成果类型：
软件著作权,新技术
行业领域：
电子信息技术
成果介绍
一、水面无人艇集群鲁棒协同定位系统
高精度、高弹性、强鲁棒是无人装备定位任务追求的核心指标。借助无人艇个体间相对位姿约束、个体自身导航定位信息，融合惯性导航、GNSS、相机、激光雷达、UWB等传感器，构建无人艇集群协同定位网络，能够大幅提升无人艇集群定位精度、传感故障弹性。本团队在融合多源异构传感器的基础上，进一步采用混合高斯分布近似UWB测距模块所受的非高斯噪声，提出基于置信传播-平均场消息传递的无人艇集群鲁棒协同定位系统。并且，该系统支持李群上的状态估计，机器人状态可定义于组合流形空间。
二、水面无人艇集群安全高效协同编队与避障控制系统
避障和控制是单无人艇自主航行及多无人艇集群安全航行的核心基础。鉴于海上交通环境的复杂性，无人艇航行时需应对各类静态与动态障碍物，同时还需避免无人艇之间发生碰撞。针对上述问题，团队提出水面无人艇集群安全高效协同编队与避障控制系统。首先，基于控制障碍函数，针对受未知有界环境干扰的无人艇，设计鲁棒路径跟踪方法；为降低避障策略的保守性，在设计控制律时充分考虑了无人艇的椭圆几何形态；进一步，提出一种高阶控制障碍函数方法，以实现对静态与动态障碍物的鲁棒避碰。
成果亮点
一、水面无人艇集群鲁棒协同定位系统
所提出系统既能够提升高斯噪声下的定位精度，又能够有效应对桥梁和不规则湖岸对UWB相互测距产生的非高斯干扰，提升定位鲁棒性。并且，所提出系统可支持3轴平移与3轴旋转运动的机器人系统。此外，所提出系统在GNSS拒止情形下，借助协同定位架构，可以有效缓解激光雷达里程计的误差累积效应，提升定位精度。
二、水面无人艇集群安全高效协同编队与避障控制系统
所提出系统在避障方法设计中充分考虑无人艇的椭圆几何形态，有效降低了避障策略的保守性，提升了避障策略的实用性。同时所提出方法，创新采用高阶控制障碍函数方法，能够有效应对各类静态与动态障碍物。
团队介绍
南京擎苍智能科技有限公司是一家专注于智能无人艇研发与制造、人工智能理论与算法软件开发以及智能基础制造装备销售的高科技企业。公司由东南大学、北京理工大学、华中科技大学的多位顶级教授担任技术指导，并与北京大学、同济大学等知名高校建立了紧密的合作关系。公司还与东南大学联合培养技术人才，致力于为行业输送高素质的专业人才。公司作为东南大学研究生实践基地，已接收10余名研究生来公司进行实习。公司研发的多智能体博弈对抗算法仿真平台为北京大学、同济大学等多所知名高校的博弈对抗方法研究提供平台支撑。凭借创新的技术和扎实的研发实力，公司连续两年入选南京市科技型中小企业名单。我们秉持创新、协作、发展的理念，不断追求技术突破和产品优化，以满足客户的多样化需求，致力于成为智能无人艇与人工智能领域的领先企业，为行业的发展贡献我们的力量。
成果资料
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