公开(公告)号：CN112857313B

公开(公告)日：2023-03-24

申请号：CN202011627231.7

申请日：2020-12-31

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 马腾 ,  李晔 ,  姜言清 ,  丛正 ,  范佳佳 ,  张强 ,  凌宇 ,  袁铭啸

IPC: G01C7/02 ,  G01C13/00 ,  G01F23/296

Abstract: 本发明公开了一种面向低带宽声学信道的测深信息传输方法，包括AUV端和无人艇端两个部分，分别在AUV和水面无人艇上同时运行，AUV将大量地形测点存储为子地图形式，通过最小化边缘概率密度函数计算能够保留子地图大部分数据的少量伪点和高斯过程模型超参数，并将伪点和高斯过程模型超参数以数据包形式通过声学信道广播求解，水面无人艇捕获数据包后利用高斯过程回归重建原地图，从而解决低带宽声学通讯下的巨量地形测深数据传输问题，降低了跨介质协同地形测绘系统对高带宽声学通讯设备的依赖。

公开(公告)号：CN110763234B

公开(公告)日：2022-10-28

申请号：CN201910975977.8

申请日：2019-10-15

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 马腾 ,  李晔 ,  姜言清 ,  张强 ,  丛正 ,  范佳佳 ,  贡雨森 ,  凌宇

IPC: G01C21/20

Abstract: 本发明属于水下机器人的水下导航领域，具体涉及一种水下机器人海底地形匹配导航路径规划方法。本发明将地形起伏层度考虑为水下机器人状态转移概率的影响因子，可以避免传统海底地形匹配导航路径规划算法由于追求路径总地形起伏最大化导致的路径会经过某些平坦区域的问题，保证了地形匹配算法在规划得到的整条上均能得到较高的匹配精度。本发明通过粒子滤波器实时对水下机器人状态进行跟踪，并根据状态跟踪结果选择最优动作，实现了对水下机器人运动不确定性的考虑。本发明可以使水下机器人应用地形匹配导航的可靠性大大提高。

公开(公告)号：CN110263400B

公开(公告)日：2022-08-02

申请号：CN201910503700.5

申请日：2019-06-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  范佳佳 ,  廖煜雷 ,  姜权权 ,  姜言清 ,  袁铭啸 ,  武皓微 ,  姜文 ,  贾琪 ,  杜廷朋

IPC: G06F30/15 ,  G06F30/20 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明提供一种无人艇非线性动力学模型的积分辨识方法，通过获取所需辨识双体无人艇Z型试验数据；对数据中大幅度偏离真实值的野值进行剔除处理；建立无人艇一阶非线性K‑T方程的运动模型；选取舵角和艏向角速度与时间的关系列表；对K‑T方程进行积分化处理，对需辨识的模型方程两侧基于时间区域进行积分，利用积分方式舍掉角加速度，引入艏向角数据；对积分区间离散并求积，对积分区间以控制节拍为基准进行离散，并采取牛顿‑科特斯求积公式插值求积；利用最小二乘方法使辨识方程两侧差值的平方最小，即可求得K,T,α的值。本发明的方法可以对无人艇操纵模型的一阶非线性项进行辨识，在无人艇动力学模型辨识上具有显著进步，可以同时兼顾效率与性能。

公开(公告)号：CN110231821B

公开(公告)日：2022-05-31

申请号：CN201910474756.2

申请日：2019-06-03

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 廖煜雷 ,  范佳佳 ,  李晔 ,  姜权权 ,  姜文 ,  贾琪 ,  杜廷朋 ,  成昌盛 ,  李姿科 ,  李志晨

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明属于移动机器人编队运动规划领域，具体涉及一种多机器人编队的改进自适应零空间行为融合方法，包括以下步骤：将机器人的编队运动过程分解成3种运动行为：奔向目标点、避障、编队；确定3种运动行为的执行顺序，其优先级顺序为为避障、奔向目标点、编队；建立每一行为的运动模型；根据机器人运动信息求解行为运动模型；本发明的方法是在传统的零空间行为融合方法基础上，在避障行为中提出了一种逻辑优先的机器人间障碍物选定策略，有效避免了在两个机器人互为障碍物时，复选产生“越避越远”偏离任务路线的现象，提高了多机器人编队任务效率，有利于编队队形保持，在运动规划上具有显著进步。

公开(公告)号：CN108563113B

公开(公告)日：2020-11-20

申请号：CN201810602151.2

申请日：2018-06-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 王磊峰 ,  廖煜雷 ,  潘恺文 ,  李晔 ,  张蔚欣 ,  姜权权 ,  范佳佳 ,  贾知浩

IPC: G05B13/02

Abstract: 本发明提供一种舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法，本发明中控制系统采用外环导航控制器和内环角速度控制器的组合方式，外环导航控制器计算期望转艏角速度，内环MFAC角速度控制器完成角速度控制，间接实现航向控制的目的。实际应用中，角速度传感器噪声大，本发明利用控制系统历史输入输出数据进行角速度预测，通过卡尔曼滤波器对角速度数据滤波，作为内环角速度控制器的反馈输入，抑制角速度传感器的噪声，有效提高实际应用中的控制效果。本发明将MFAC控制理论引入舰船艏向控制领域，借助MFAC理论独特的自适应性及在线数据驱动优点，本发明提供的舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法具有较强的自适应性。

公开(公告)号：CN109885059B

公开(公告)日：2022-04-05

申请号：CN201910186074.1

申请日：2019-03-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 王磊峰 ,  廖煜雷 ,  潘恺文 ,  李晔 ,  范佳佳 ,  姜文 ,  李一鸣 ,  苏玉民

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提出了一种操纵响应方程在线多参数异步估计方法，属于海洋航行器操纵性模型参数估计技术领域，适用于舰船与波浪滑翔器。本方法首先设置准则函数，准则函数包括操纵响应方程左右两端之差的平方及当前时刻主参数与上一时刻主参数的估计值之差的平方，所述的准则函数的相对权重由权重系数调节；然后，将准则函数根据当前时刻主参数的估计值求极小值，加入步长因子，迭代修正当前时刻主参数的估计值；最后重复以上步骤，直至收到估计过程结束指令，保证在估计过程中所述主参数遍历操纵响应方程中所有需要估计的参数。本方法利用实际航行数据实时修正操纵性参数，显著提高快速性与便利性，广泛应用于数据滤波、自动控制等多种应用中。

公开(公告)号：CN108460206B

公开(公告)日：2022-03-18

申请号：CN201810165098.4

申请日：2018-02-28

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  王磊峰 ,  廖煜雷 ,  潘恺文 ,  张蔚欣 ,  王雨杉 ,  范佳佳 ,  姜权权 ,  李一鸣 ,  沈鹏

IPC: G06F30/28 ,  G06F111/10 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种波浪滑翔器运动预测方法，属于海洋航行器波浪滑翔器的动力学建模领域。本发明包括：建立坐标系，选取自由度；计算刚体质量矩阵与附加力；计算科氏力矩阵；计算惯性水动力矩阵；计算类科氏力矩阵；计算回复力矩阵；计算包含推力、舵力的控制力矩阵；计算包含粘性水动力，风浪流力的阻尼力矩阵；求解波浪滑翔器合力；合力与刚体质量矩阵的逆阵相乘，计算广义加速度；进行数值积分求解广义速度，并进一步求解姿态角以及波浪滑翔器在大地坐标系下的位置。本发明提供的波浪滑翔器运动预测方法，物理意义清晰，分析计算简单，能够有效反映波浪滑翔器的动力学特性，能够有效预测波浪滑翔器的运动状态。

公开(公告)号：CN109508022B

公开(公告)日：2021-09-10

申请号：CN201910032665.3

申请日：2019-01-14

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 姜文 ,  廖煜雷 ,  成昌盛 ,  李姿科 ,  李志晨 ,  范佳佳 ,  沈海龙

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明涉及海洋溢油回收技术领域，具体涉及一种基于分层制导与拖曳力补偿的双无人艇协同溢油围捕方法。根据已知的双艇、溢油区位置以及溢油漂移速度，由平行导引律得到虚拟领航者下一时刻规划位置；采用LOS法计算出无人艇的期望艏向，并利用艏向控制算法得到无人艇的控制舵角，完成轨迹跟踪；利用在线重新规划双艇期望点位置的方法以及期望速度的计算原理，对误差进行补偿；最终将期望舵角下达给无人艇自动舵装置，使两艘无人艇驶向溢油区完成围捕；相对于现有的溢油围捕技术，本发明能够对轨迹跟踪的误差进行补偿，提高双艇轨迹跟踪精度，实现双无人艇协同高效拖曳围油栏进行围捕溢油工作。

公开(公告)号：CN108520089A

公开(公告)日：2018-09-11

申请号：CN201810165097.X

申请日：2018-02-28

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  王磊峰 ,  廖煜雷 ,  潘恺文 ,  张蔚欣 ,  张伟 ,  王雨杉 ,  范佳佳 ,  贾知浩 ,  沈鹏

IPC: G06F17/50

Abstract: 柔性连接的波浪滑翔器运动预测方法，具体步骤如下：(1)获取舵角信息(2)计算潜体受到的作用力(3)计算潜体受到的柔链拉力；(4)判断潜体受到垂向柔链拉力的方向，若为竖直向上，则返回(2)，若为竖直向下或为零，则存储当前时刻状态信息作为(5)初始状态，进入(5)；(6)计算浮体与潜体的距离，若距离小于柔链长度，则返回(5)；若距离大于柔链长度，则存储当前时刻状态信息作为(1)初始状态，返回(1)；若距离等于柔链长度，则进入(7)；(7)判断浮体与潜体相对运动趋势，若为相互靠近或在二者连线方向相对静止，则返回(5)；若为相互远离，则存储当前时刻状态信息作为1)初始状态，返回(1)。

公开(公告)号：CN108460206A

公开(公告)日：2018-08-28

申请号：CN201810165098.4

申请日：2018-02-28

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  王磊峰 ,  廖煜雷 ,  潘恺文 ,  张蔚欣 ,  王雨杉 ,  范佳佳 ,  姜权权 ,  李一鸣 ,  沈鹏

IPC: G06F17/50

Abstract: 本发明公开了一种波浪滑翔器运动预测方法，属于海洋航行器波浪滑翔器的动力学建模领域。本发明包括：建立坐标系，选取自由度；计算刚体质量矩阵与附加力；计算科氏力矩阵；计算惯性水动力矩阵；计算类科氏力矩阵；计算回复力矩阵；计算包含推力、舵力的控制力矩阵；计算包含粘性水动力，风浪流力的阻尼力矩阵；求解波浪滑翔器合力；合力与刚体质量矩阵的逆阵相乘，计算广义加速度；进行数值积分求解广义速度，并进一步求解姿态角以及波浪滑翔器在大地坐标系下的位置。本发明提供的波浪滑翔器运动预测方法，物理意义清晰，分析计算简单，能够有效反映波浪滑翔器的动力学特性，能够有效预测波浪滑翔器的运动状态。