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基于深度强化学习的无人艇集群类脑决策与控制
结题报告
批准号:
51979020
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
彭周华
依托单位:
学科分类:
船舶工程
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
彭周华
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中文摘要
充分发挥申请人在无人艇编队控制、多智能体系统协同控制、不确定性系统智能控制、船舶电气推进方面的研究优势,针对具有高度非线性、不确定、强耦合、欠驱动、多推进方式等综合复杂性的异构无人艇集群系统,从建模、规划、控制一体化的角度出发,将深度强化学习融入到无人艇集群运动规划和控制框架内,揭示无人艇与复杂海洋环境动态交互过程中的航行模式和操纵性规律,建立以数据驱动为核心的无人艇类脑决策与控制方法,使得无人艇具有自组织、自学习、自优化能力,通过自学习掌握复杂海况下的协同运动技能,实现无需模型先验知识的高技能运动控制,显著提高未知海洋环境下无人艇协同作业的安全性、适应性、高效性。研制无人艇集群机器学习控制系统,对所提规划和控制方法的有效性进行实验验证。通过深入的研究,从理论和实践两方面推动无人艇集群类脑决策与控制技术的发展,为无人艇海洋装备由远程操控级、协同交互级向自主学习级智能演进提供核心支撑。
英文摘要
The principal investigator of this project is experienced in formation control of unmanned surface vehicles (USVs), coordinated control of multi-agent systems, intelligent control of uncertain systems, and electrical propulsion of ships. Taking this advantage, this project focuses on a swarm of heterogeneous USVs subject to integrated complexity in terms of high nonlinearity, uncertainty, strong coupling, under-actuation, various propulsion ways, etc. By the integration of modeling, planning and control, and the introduction of deep reinforcement learning into the motion planning and control framework of USVs, this project will uncover the moving pattern and maneuvering principle during the dynamic interplay of USVs and complex sea environment, and build the data-driven brain-inspired decision and control method for USVs, enabling the capabilities of self- organization, self-learning, and self-optimization. Through learning, several coordinated motion skills will be mastered by the USVs, highly skilled motion control will be achieved without human knowledge of modeling, and the adaptation, safety, and efficiency of USVs under unknown sea environment will be enhanced. This project also aims to develop machine learning and control systems for the swarm of USVs, and verify the effectiveness of the planning and control method. Through deep research, the completion of this project will advance the frontiers on brain-inspired decision and control of a swarm of USVs, and provide the core technical support for intelligent evolution of USVs from remote control and coordinated interaction to autonomous learning.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1109/tcyb.2021.3074396
发表时间:2021-05
期刊:IEEE Transactions on Cybernetics
影响因子:11.8
作者:Wentao Wu;Zhouhua Peng;Dan Wang;Lu Liu;Q. Han
通讯作者:Wentao Wu;Zhouhua Peng;Dan Wang;Lu Liu;Q. Han
DOI:10.1109/tsmc.2023.3256371
发表时间:2023-08
期刊:IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems
影响因子:--
作者:Zhouhua Peng;Yue Jiang;Lu Liu;Yang Shi
通讯作者:Zhouhua Peng;Yue Jiang;Lu Liu;Yang Shi
DOI:10.1109/tfuzz.2023.3309706
发表时间:2024-03
期刊:IEEE Transactions on Fuzzy Systems
影响因子:11.9
作者:Yue Jiang;Zhouhua Peng;Lu Liu;Dan Wang;Fumin Zhang
通讯作者:Yue Jiang;Zhouhua Peng;Lu Liu;Dan Wang;Fumin Zhang
DOI:10.1109/tnse.2023.3260259
发表时间:2023-11
期刊:IEEE Transactions on Network Science and Engineering
影响因子:6.6
作者:Guanghao Lv;Zhouhua Peng;Yongming Li;Lu Liu;Dan Wang
通讯作者:Guanghao Lv;Zhouhua Peng;Yongming Li;Lu Liu;Dan Wang
DOI:10.1109/tie.2021.3120442
发表时间:2022-11
期刊:IEEE Transactions on Industrial Electronics
影响因子:7.7
作者:Mingao Lv;Zhouhua Peng;Dan Wang;Qing‐Long Han
通讯作者:Mingao Lv;Zhouhua Peng;Dan Wang;Qing‐Long Han
面向任务区域的网络互联ASV群协同跟踪控制及验证
  • 批准号:
    51579023
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    彭周华
  • 依托单位:
未知动态海况下无人水面艇的鲁棒协同路径跟踪研究
  • 批准号:
    51209026
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    彭周华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金