无人船编队控制算法是多无人船协同作业的核心技术,通过分布式控制与信息共享,使多艘无人船保持预设队形、协同避障、完成复杂任务。在海洋测绘、水域安防、集群搜救等场景中,编队控制算法让无人船从单平台作业升级为集群协同作战。
一、算法分类与售价
平台提供七类无人船编队控制算法,覆盖从编队保持到协同避障的完整技术栈。所有算法均支持在线试用、按项目授权或按年订阅。
领航-跟随编队算法
指定领航船与跟随船,跟随船根据领航船位置与预设队形进行跟踪,结构简单、易于实现,适合编队测绘、巡逻等任务。
单领航者编队控制
多领航者分布式编队
队形保持与切换
领航者失效容错处理
支持分布式通信架构
虚拟结构编队算法
将整个编队视为一个虚拟刚体,每艘船跟踪虚拟结构上的对应节点,队形保持精度高,适合对队形要求严格的测绘与探测任务。
刚性虚拟结构编队
虚拟结构队形变换
高精度队形保持
虚拟结构路径跟踪
与领航-跟随融合控制
基于行为的编队算法
为每艘船定义多种期望行为(编队保持、目标趋近、避障等),通过加权平均输出控制指令,行为灵活、适应性强。
多行为加权融合
编队保持行为
目标趋近行为
避障行为协调
行为优先级动态调整
人工势场编队算法
通过构造引力场与斥力场,引导无人船向目标点运动并保持队形,同时实现障碍物规避,适合复杂水域环境。
引力场构造与目标趋近
斥力场构造与避障
编队势场函数设计
局部极小值逃逸
动态障碍物处理
一致性编队算法
基于图论与一致性理论,通过分布式协议使各船状态趋于一致,实现编队协同,具有较好的鲁棒性与可扩展性。
分布式一致性协议
编队拓扑结构设计
通信受限下的一致性
时延与干扰鲁棒性
多智能体协同控制
编队路径规划算法
为编队规划全局与局部路径,包括编队环境建模、全局路径优化、局部避碰规划,确保编队高效安全航行。
编队环境建模
全局路径规划(PSO/A*)
局部避碰规划
队形变换路径规划
动态环境重规划
编队协同避障算法
多船协同感知障碍物,通过分布式决策实现编队整体避障,避免船只间碰撞,适用于复杂水域与密集编队场景。
多船协同感知
分布式避障决策
船间防碰撞
避障后队形恢复
动态障碍物应对
二、典型应用场景
无人船编队控制算法可广泛应用于以下场景,每类场景可单独部署,也可组合使用。
编队测绘
多船协同测绘,提高水下地形测量效率
水域安防
编队巡逻与入侵目标协同探测
集群搜救
多船协同搜索,快速覆盖大面积水域
海洋牧场
编队巡检与鱼群驱赶、网箱监测
通信中继
多船编队构建海上通信中继网络
环境监测
编队协同水质采样与环境数据采集
三、技术说明
所有算法均经过实际水域场景验证,支持主流无人船平台与部署环境,提供完整的集成文档与技术支持。
适配平台:支持单船体、双体船、喷水推进、螺旋桨推进等多种无人船平台
编队规模:支持 2~10 艘无人船编队,可扩展至更大规模
通信方式:支持 MESH 自组网、433MHz 无线通信、4G/5G、卫星通信
部署环境:支持嵌入式控制器(STM32)、边缘计算盒子、机载计算平台
集成方式:支持 SDK、RESTful API、Docker 容器、ROS 节点
队形精度:队形保持误差 ≤ 1.5m(开阔水域),具体指标视环境而定
响应速度:控制周期 ≤ 50ms,支持实时编队控制
定制开发:支持基于客户船型与场景的算法定制与训练
授权方式:按套授权、按年订阅、按调用次数计费,可谈
四、授权与购买说明
算法采用灵活授权模式,根据使用场景与部署规模提供不同方案。
| 授权方式 | 说明 | 适用场景 | 参考价格 |
|---|---|---|---|
| 单套授权 | 一次性购买,永久使用,限单套编队系统 | 科研验证、单项目部署 | ¥ 150,000 ~ 250,000 |
| 年度订阅 | 按年付费,含算法更新与技术支持 | 多编队部署、持续运营 | ¥ 60,000 / 年 起 |
| 按调用计费 | 按 API 调用次数计费,用多少付多少 | 云平台、SaaS 集成 | ¥ 0.5 / 次 起 |
| 定制开发 | 基于客户船型与场景定制编队控制算法 | 特殊船型、专有场景 | 面议 |
| 联合运营 | 算法方与需求方收益分成 | 长期合作、行业推广 | 面议 |
* 以上价格为参考区间,具体价格根据编队规模、船型适配、部署环境、服务内容协商确定。所有算法均提供在线试用,可先试用后购买。