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申请/专利权人：哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地;哈尔滨工程大学

摘要：本发明提供了一种无人船集群的自组织协同围捕控制方法、装置及设备，涉及智能控制技术领域，包括：获取被围目标和无人船集群的测量状态信息，所述无人船集群包括至少三个欠驱动无人船；将所述测量状态信息输入分布式目标状态观测器得到估计状态信息；根据所述测量状态信息和所述估计状态信息进行围捕轨迹计算得到虚拟离散参考轨迹；通过所述虚拟离散参考轨迹和环境扰动估计值得到协同围捕控制方法，所述环境扰动估计值用于表示对海洋环境扰动进行估计的信息。本发明实现了实际情况下的无人船集群协同围捕。

主权项：1.一种无人船集群的自组织协同围捕控制方法，其特征在于，包括：获取被围目标和无人船集群的测量状态信息，所述无人船集群包括至少三个欠驱动无人船；将所述测量状态信息输入分布式目标状态观测器得到估计状态信息，所述测量状态信息包括速度和位置信息，包括：将所述速度和位置信息输入所述分布式目标状态观测器得到所述估计状态信息；其中，所述估计状态信息包括估计位置信息和估计速度信息，所述分布式目标状态观测器为： ，其中，为所述估计位置信息，为所述估计速度信息，、、、为分布式目标状态观测器参数，；所述分布式目标状态观测器的构建过程包括：获取所述被围目标的运动模型和所述无人船集群的无向图，所述无向图用于表示所述无人船集群内的通讯网络；其中，所述运动模型为： ，其中，为所述被围目标的估计位置，为所述被围目标的估计速度，为所述被围目标的速度，为所述被围目标的加速度；根据所述无向图得到所述欠驱动无人船之间的通信拓扑关系；通过所述运动模型和所述通信拓扑关系得到所述分布式目标状态观测器，包括：根据所述运动模型通过计算公式得到所述被围目标的观测器共识误差；其中，所述观测器共识误差包括位置共识误差和速度共识误差，所述计算公式包括： ，其中，为所述被围目标的所述位置共识误差，为所述被围目标的所述速度共识误差，为第i个所述欠驱动无人船对所述被围目标的位置观测值，为第i个所述欠驱动无人船对所述被围目标的速度观测值，为第j个所述欠驱动无人船对所述被围目标的位置观测值，为第j个所述欠驱动无人船对所述被围目标的速度观测值，为所述被围目标的当前位置，为所述被围目标的当前速度，、为共识误差参数；通过所述观测器共识误差和所述通信拓扑关系得到所述分布式目标状态观测器；根据所述测量状态信息和所述估计状态信息进行围捕轨迹计算得到虚拟离散参考轨迹，包括：根据所述测量状态信息和所述估计状态信息得到围捕制导律；其中，所述围捕制导律为： ，其中，为第i个所述欠驱动无人船的参考航向，为第i个所述欠驱动无人船的参考航速，为第i个所述欠驱动无人船受到邻居欠驱动无人船的虚拟排斥力，为所述被围目标对第i个所述欠驱动无人船的吸引力，为第i个所述欠驱动无人船对所述被围目标的速度观测值，和为围捕制导律参数；通过所述围捕制导律得到所述虚拟离散参考轨迹；通过所述虚拟离散参考轨迹和环境扰动估计值得到协同围捕控制方法，所述环境扰动估计值用于表示对海洋环境扰动进行估计的信息。

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