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公开(公告)号：CN118331049A
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202410394265.8
申请日：2024-04-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提出了一种未知海流下AUV三维路径跟随控制方法，属于船舶控制技术领域。首先，利用反馈线性化方法将非线性强耦合的航行器模型转换成二阶线性模型，然后设计三维预测器视线导引法，对海流、漂角与攻角进行预测并加以补偿，建立李雅普诺夫‑克拉索夫斯(Lyapunov‑Krasovskii)方程并证明在合适的参数下误差达成收敛。之后基于双幂次趋近律设计滑模控制器，并证明在合适的参数下控制器达到稳定。最后，通过仿真验证了AUV基于该控制器与该视线导引法在存在未知海流情况下存在良好的控制效果。
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公开(公告)号：CN118210232A
公开(公告)日：2024-06-18
申请号：CN202410344057.7
申请日：2024-03-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明是一种强鲁棒性的AUV分数阶滑模控制方法，由控制部分和观测器部分共同组成，控制部分包括根据位置误差输出期望速度的外环以及根据速度误差输出执行器力与力矩的内环控制，观测器位于控制系统内环，通过定义辅助变量对干扰进行估计。对于欠驱动AUV这种动力学模型高度非线性耦合、无法直接控制横荡与垂荡运动、受环境扰动影响很大的对象来说，本发明能够起到良好的控制效果，且具有较强的鲁棒性，即使在较大的动态扰动下依旧可以保持较小的误差跟踪上期望轨迹，而在观测器的帮助下可以保证控制器输出力与力矩的平稳。
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公开(公告)号：CN114248874B
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN202111625194.0
申请日：2021-12-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种水下无人航行器的水下布放回收装置和方法。针对现有AUV布放回收装置和方法在布放回收过程中存在安全性差、隐蔽性低等问题提出的，包括:AUV控制台、双层滑道、AUV布放回收舱、光学导引装置、声学导引装置、注排水装置等。本发明提供的水下布放回收装置和方法具有以下优点：1、在高海情情况下，布放回收舱可以沿着预设的滑道方向平稳的移动，可以避免AUV在布放回收过程中与其它航行设备发生碰撞，有效保障了航行安全；2、布放回收装置安装在AUV母船坞舱内，使得AUV的布放回收过程更加隐蔽；3、AUV布放回收舱下放深度可控，有效减少高海情对AUV布放回收的影响。
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公开(公告)号：CN115061465A
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210693362.8
申请日：2022-06-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于多AUV协同控制技术领域，具体涉及一种基于蚁群算法的多AUV协同目标搜索方法。本发明基于蚁群算法的协同性，设计了结合概率地图的目标搜索策略，并结合预测控制优化了搜索策略。本发明中目标搜索效率更高，协同性高。在未知环境中，防止多AUV的目标搜索可能出现重复搜索的情况，AUV会尽量的避免搜索其他AUV搜索过的地区。本发明可以进行大范围的搜索。相对于单AUV，多AUV的协同目标搜索可以进行大范围的目标搜索，收缩时间更快。
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公开(公告)号：CN110803270B
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN201911152439.5
申请日：2019-11-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种AUV的浮力调节装置及控制方法，它主要由艏耐压油箱(8)、蓄电池(2)、深度计(3)、控制器(4)、无线电台(5)、北斗卫星定位系统(6)、惯性导航系统(7)、艉耐压油箱(1)、油囊(9)以及组合天线(10)等组成。本发明在基于已知水域深度和水下环境的条件下，通过有效调节AUV的油囊体积以及AUV上浮下潜时的姿态来实现AUV的快速上浮和下潜。本发明设计的无动力竖直浮潜结构优点在于上浮和下潜时减小了垂直面的迎流面积，进而减小了垂向阻力，在所受浮力一定的情况下，可以更加快速的上浮下潜并且降低能耗，最终实现延长AUV在水下工作时间的目的。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110333369B
公开(公告)日：2021-05-11
申请号：CN201910617653.7
申请日：2019-07-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于船舶领域，公开了基于水面GPS校正的UUV的DVL测速系统及自适应去噪方法，包含如下步骤：步骤(1)：令UUV在水面航行，DVL测出UUV的对海底速度，GPS测出UUV的速度；步骤(2)：将DVL测出的UUV的对海底速度和GPS测出的UUV的速度输入数据比对模块，再得到DVL测速噪声成型滤波器；基于DVL测速噪声成型滤波器得到DVL测速噪声增广卡尔曼滤波器；步骤(3)：UUV水下航行时，先使DVL测出的UUV的对海底速度输入DVL测速噪声成型滤波器将有色噪声白化得到含有白噪声的速度信息，然后将含有白噪声的速度信息输入DVL测速噪声增广卡尔曼滤波器，得出精准的速度信息；步骤(4)：重复步骤(3)。本发明测速准确度高，得到的速度信息更精准，可以用于闭环控制及导航。
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公开(公告)号：CN107248146B
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN201710362665.0
申请日：2017-05-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种UUV近海面可见光图像去雾方法。(1)获取原始有雾图像，求取三个颜色通道的最小值，记为M(x)；(2)利用M(x)和四叉树细分法的改进方法求取全局大气光；(3)对M(x)进行自适应表面模糊；(4)求出大气散射函数；(5)借助雾天成像物理模型求得无雾图像并输出。本发明对三个颜色通道的最小值图像进行自适应表面模糊，每一个像素都有自己的卷积矩阵，能够较好的保持目标物体的边缘，有利于后续的目标识别、定位和跟踪。同时，为了克服滤波后局部偏暗的现象，借助全局大气光粗略地将图像分为暗区域和亮区域，分别使用不同的半径进行模糊处理。该发明去雾程度较好而且能够克服天空光晕现象。
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公开(公告)号：CN111538340A
公开(公告)日：2020-08-14
申请号：CN202010489711.5
申请日：2020-06-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种带风帆的动力浮标自主航行控制方法，通过对任务信息的解算，得到目标点位置、目标区域半径及期望航速，并获取风动力浮标艏向角及其在当前位置的表观风向角等多种状态信息。根据这些信息分别对风动力浮标的艏向、风帆转向及航速进行闭环控制，确保风动力浮标在行驶过程中始终能够获得目标方向上的最大速度，实现了风动力浮标在风动力下以不低于期望的航速向目标点的快速自主航行，减少了动力能源的消耗，比相同体积的无风帆动力浮标的工作时间更长。
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公开(公告)号：CN108528640B
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201810257245.0
申请日：2018-03-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63B23/32
Abstract: 本发明公开了一种基于滑道回收UUV时拦阻索式自动对接回收装置及方法，属于水下无人航行器UUV的水面回收技术。本发明采用了特殊设计的收放滑道来进行全自动回收UUV的工作，主要用途是解决传统UUV回收中需要消耗大量人力的问题。本发明的有益效果具体通过下述技术方案予以实现：首先利用水面遥控装置操控在水面待回收的UUV接近水面母船；下一步控制收放滑道展开，使收放滑道及浮式防碰导向架伸入水下；接下来遥控UUV艏部与浮式防碰导向架对准并冲入导向架；接着操控携带拦阻索的可旋转机械臂向上旋转，使阻拦锁与UUV艏部下方回收挂钩勾合，再利用收放滑道上集成的绞车将UUV拖拽至滑道上，最后操控滑道摆动、回缩，将UUV回收至水面母船上。
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公开(公告)号：CN110803270A
公开(公告)日：2020-02-18
申请号：CN201911152439.5
申请日：2019-11-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种AUV的浮力调节装置及控制方法，它主要由艏耐压油箱(8)、蓄电池(2)、深度计(3)、控制器(4)、无线电台(5)、北斗卫星定位系统(6)、惯性导航系统(7)、艉耐压油箱(1)、油囊(9)以及组合天线(10)等组成。本发明在基于已知水域深度和水下环境的条件下，通过有效调节AUV的油囊体积以及AUV上浮下潜时的姿态来实现AUV的快速上浮和下潜。本发明设计的无动力竖直浮潜结构优点在于上浮和下潜时减小了垂直面的迎流面积，进而减小了垂向阻力，在所受浮力一定的情况下，可以更加快速的上浮下潜并且降低能耗，最终实现延长AUV在水下工作时间的目的。
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