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MUTS-Based Cooperative Target Stalking for A Multi-USV System
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作者 Chengcheng Wang Yulong Wang +1 位作者 Qing-Long Han Yunkai Wu 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 SCIE EI CSCD 2023年第7期1582-1592,共11页
This paper is concerned with the cooperative target stalking for a multi-unmanned surface vehicle(multi-USV)system.Based on the multi-agent deep deterministic policy gradient(MADDPG)algorithm,a multi-USV target stalki... This paper is concerned with the cooperative target stalking for a multi-unmanned surface vehicle(multi-USV)system.Based on the multi-agent deep deterministic policy gradient(MADDPG)algorithm,a multi-USV target stalking(MUTS)algorithm is proposed.Firstly,a V-type probabilistic data extraction method is proposed for the first time to overcome shortcomings of the MADDPG algorithm.The advantages of the proposed method are twofold:1)it can reduce the amount of data and shorten training time;2)it can filter out more important data in the experience buffer for training.Secondly,in order to avoid the collisions of USVs during the stalking process,an action constraint method called Safe DDPG is introduced.Finally,the MUTS algorithm and some existing algorithms are compared in cooperative target stalking scenarios.In order to demonstrate the effectiveness of the proposed MUTS algorithm in stalking tasks,mission operating scenarios and reward functions are well designed in this paper.The proposed MUTS algorithm can help the multi-USV system avoid internal collisions during the mission execution.Moreover,compared with some existing algorithms,the newly proposed one can provide a higher convergence speed and a narrower convergence domain. 展开更多
关键词 Cooperative target stalking improved deep reinforcement learning multi-unmanned surface vehicle(multi-usv)systems V-type probabilistic data extraction
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具有避碰和连通性保持的多USV分布式事件触发编队控制
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作者 李建华 胡清伟 刘中常 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期200-210,共11页
[目的]为解决水面无人艇(USV)编队控制中的实际需求,提出一种具有避碰和连通性保持功能的分布式事件触发编队控制方法。[方法]针对海洋环境扰动和系统模型的不确定性等因素设计扰动观测器;针对编队实现过程中USV间可能发生碰撞和丢失通... [目的]为解决水面无人艇(USV)编队控制中的实际需求,提出一种具有避碰和连通性保持功能的分布式事件触发编队控制方法。[方法]针对海洋环境扰动和系统模型的不确定性等因素设计扰动观测器;针对编队实现过程中USV间可能发生碰撞和丢失通信连接的问题,基于人工势场函数法设计具有避碰和连通性保持功能的编队控制器;为减少USV控制器的执行频率,设计分布式的事件触发机制,使每个USV根据局部信息来独立决定其控制器的执行时刻。[结果]理论分析证明了编队误差的一致最终有界性,且事件触发机制不存在Zeno行为。仿真结果验证了所设计的控制方法能够显著减少USV控制器更新次数并可实施避碰操作及保持连通性。[结论]研究成果可保证USV编队控制的顺利安全完成,同时减轻USV在复杂海洋环境下的控制机构损耗。 展开更多
关键词 多无人艇系统 编队控制 事件触发控制 避碰 连通性保持
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基于物联网的无人水面艇航行状态监测系统设计
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作者 温小飞 王广哲 +1 位作者 周枫 李同兰 《造船技术》 2024年第1期19-27,共9页
针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计一套USV航行状态监测系统。以物联网(Internet of Things,IoT)3层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案。以多源传感器和STM32微... 针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计一套USV航行状态监测系统。以物联网(Internet of Things,IoT)3层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案。以多源传感器和STM32微控制器作为感知层,以远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)网关及LoRa终端作为数据远程传输途径,以传输控制协议(TCP)作为数据远程传输协议,以云平台作为系统应用层,实现数据采集、传输和应用功能。基于监测系统要求,在应用层设置阈值实现航行状态预警功能。对系统功能及性能进行测试,结果表明,系统横、纵摇精度为±0.02°RMS,风速为(0.2±0.03)m/s,风向为±2.5°,所有监测参数技术指标均符合要求,且丢包率在通信距离小于1.4 km时为1.5%,较传统方法降低约22%。该系统可为进一步完善USV航行状态监测提供技术支持。 展开更多
关键词 无人水面艇 航行状态监测系统 物联网 多源传感器 远距离无线电
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多无人艇协同围捕算法设计与仿真
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作者 黄培灿 吴焯标 +2 位作者 傅嘉锐 杨培才 邓鸿鹏 《工业控制计算机》 2023年第7期110-111,119,共3页
为了实现对水面目标进行围捕的功能,提出了一种基于多无人艇的协同围捕算法。算法根据围捕无人艇的数量分配不同的目标相位,把整个围捕过程划分为编队前行、实施包围和靠近合拢三个阶段进行全局路径规划。算法设计简单实用,支持任意数... 为了实现对水面目标进行围捕的功能,提出了一种基于多无人艇的协同围捕算法。算法根据围捕无人艇的数量分配不同的目标相位,把整个围捕过程划分为编队前行、实施包围和靠近合拢三个阶段进行全局路径规划。算法设计简单实用,支持任意数量的围捕无人艇,路径节点数可调整,速度计算简单,具有防碰撞的特点。仿真实验验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 无人艇 协同围捕 多机器人系统 路径规划
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基于多智能体技术的水面无人艇测控系统研究 被引量:6
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作者 陈慈发 叶祥明 +1 位作者 宋亚萍 葛团伟 《舰船科学技术》 北大核心 2008年第3期88-92,共5页
多智能体技术适合于解决复杂系统的设计。在简要介绍多智能体技术和水面无人艇测控系统的基础上,分析了将多智能体技术应用于水面无人艇测控系统设计的可行性,提出了水面无人艇多智能体测控系统模型和架构设计,并探讨了系统的开发方法。
关键词 智能体 多智能体 水面无人艇 测控系统
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无人机/无人艇协同控制研究进展 被引量:18
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作者 徐小斌 段海滨 +1 位作者 曾志刚 邓亦敏 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2020年第6期1-6,共6页
面对未来水上作战环境的立体化、多样化、复杂化,无人机/无人艇在充分利用自身优势的基础上,能够通过协同的形式获得作战效能的最大化,无人机/无人艇协同控制为军事领域和民用领域的水上作业提供了新的技术手段。本文分别对空海跨域协同... 面对未来水上作战环境的立体化、多样化、复杂化,无人机/无人艇在充分利用自身优势的基础上,能够通过协同的形式获得作战效能的最大化,无人机/无人艇协同控制为军事领域和民用领域的水上作业提供了新的技术手段。本文分别对空海跨域协同-机/艇协同概念、国内外无人机/无人艇协同发展现状、无人机/无人艇协同起降技术及无人机/无人艇协同控制的未来发展趋势等方面进行了总结。研究表明,无人机/无人艇空海跨域立体协同控制作为一项颠覆性技术和作战理念,为未来异构无人系统的研究发展指明了方向。 展开更多
关键词 无人机 无人艇 无人系统 空海跨域 异构协同 制导与控制
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