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公开(公告)号：CN108459602A
公开(公告)日：2018-08-28
申请号：CN201810165108.4
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊方法，属于水面无人艇局部动态靠泊规划领域。包括：计算目标泊位的一级引导点，二级引导点；判断无人艇是否到达一级引导点，二级引导点；计算无人艇当前位置与目标泊位间的距离；结合LOS视线法计算当前无人艇的靠泊约束集；计算当前无人艇与周围障碍物的最短碰撞时间；计算当前情况下无人艇的椭圆碰撞锥；利用基于COLREGS的多障碍启发式算法，选择无人艇速度矢量；计算无人艇下一时刻的位置。在传统速度障碍法中加入多级目标引导和靠泊约束集，成功实现多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊，充分考虑了无人艇自身动力学、运动学和目标泊位的约束特性，使无人艇在自主靠泊中遵守海事规则。
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公开(公告)号：CN108445894A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810623244.3
申请日：2018-06-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人艇路径规划领域，公开了一种考虑无人艇运动性能的二次路径规划方法，包含如下步骤：步骤(1)：通过无人艇定常回转试验或操纵性仿真试验确定无人水面艇的回转曲率；步骤(2)：进行无人艇一次路径规划，获得一次最优路径点集p；步骤(3)：根据一次最优路径点集p和水面无人艇运动的回转性能用二次路径规划方法得到无人艇运动范围能力内的最优路径p2。本发明通过分析无人艇回转特性，进行二次路径规划，在已有最优路径前提下，解算出一条符合无人艇实际运动特性的最优路径，同时兼顾效率与性能，在减少迂回行路并优化航行时间方面具有显著进步。
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公开(公告)号：CN108415423A
公开(公告)日：2018-08-17
申请号：CN201810106099.1
申请日：2018-02-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
CPC classification number: G05D1/0206
Abstract: 本发明涉及一种高抗扰自适应路径跟随方法及系统。给定期望路径点，将期望路径点和水中航行装备实时位置信息输入至制导模块，通过高抗扰自适应路径跟随方法解算出期望航向状态ψd；将期望航向状态ψd和通过航向传感器模块获得的并经滤波器模块滤波的水中航行装备实际航向状态信息ψ获得航向状态偏差绝对值e(k)，并输入至CFDL_MFAC控制器模块，输出期望指令u(k)至操纵机构模块；操纵机构模块收到并执行期望指令u(k)(如期望舵角)使得水中航行装备不断趋近期望航向ψd。本发明不需要依赖于系统模型，能有效抵御水流干扰，对模型摄动和噪声等不确定影响不敏感，具有很好的鲁棒性和自适应性，能快速驱动无人航行器跟踪上期望路径。
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公开(公告)号：CN108319128A
公开(公告)日：2018-07-24
申请号：CN201810165857.7
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B9/03
CPC classification number: G05B9/03
Abstract: 本发明公开了一种具有应急功能的波浪滑翔器容错控制系统及方法，属于波浪滑翔器控制领域，包括主控系统，应急控制系统，通信系统，传感器系统和舵机；主控系统包括主控计算机；应急控制系统包括监控计算机和第一继电器；通信系统包括铱星模块、铱星天线、GPS天线、AIS通信模块；主控系统与传感器系统间采用串口通信，主控系统与监控计算机间采用串口通信，监控计算机与主控系统通过第一继电器连接，应急控制系统与舵机间采用串口通信，应急控制系统与铱星模块采用串口通信，应急控制系统与AIS通信模块通过第二继电器连接；铱星模块具有GPS接口，铱星接口；铱星天线通过铱星接口与铱星模块连接；GPS天线通过GPS接口与铱星模块连接。本发明运行稳定性高，容错性强，具有自我修复能力，显著降低了波浪滑翔器失踪失联的风险。
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公开(公告)号：CN108284915A
公开(公告)日：2018-07-17
申请号：CN201810165106.5
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了波浪滑翔器双体艏摇响应预测方法，属于波浪滑翔器控制领域，包含如下步骤：步骤(1)：初始化状态信息；步骤(2)：输入已知的舵角信息，在一个迭代步长内根据潜体艏摇响应方程计算潜体艏摇响应值步骤(3)：根据当前浮体艏向与当前潜体艏向计算浮体等效舵角δF；步骤(4)：输入浮体等效舵角，在一个迭代步长内根据浮体艏摇响应方程计算浮体艏摇响应值，浮体艏摇响应值包括浮体艏向角，浮体转艏角速度，浮体转艏角加速度；步骤(5)：判断仿真是否结束，若仿真没有结束，则返回步骤(2)；若仿真结束，则结束。本发明步骤简洁有效，模型参数具有较为清晰的物理意义而相对容易获取还能够作为运动控制方法研究的仿真平台。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107766818A
公开(公告)日：2018-03-06
申请号：CN201710972572.X
申请日：2017-10-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G06K9/00523 , G01S7/539 , G06K9/00503
Abstract: 本发明属于声呐技术中信号处理领域，具体涉及一种启发式的水下结构化环境线特征提取方法。步骤有：获取机械扫描成像声呐原始数据；在载体系下进行声纳数据处理，并进行二值化处理，得到用于特征提取的点集；在载体系下使用投票算法进行投票以提取出结构化环境的直线特征；用启发式方法处理直线特征，得到能够描述结构化环境的线段特征；基于导航系统得到载体的位置信息和航姿信息，进而将提取到的线段特征转换到全局坐标系下。本发明解决了目前的机械式扫描前视声呐所运用的算法对水下结构化环境线特征提取不完备的问题，使用本方法从结构化环境中提取线段特征的准确率大于90％，并且本发明适用于水下同步定位与建图以及水下结构化环境特征建模。
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公开(公告)号：CN107168341A
公开(公告)日：2017-09-15
申请号：CN201710563410.0
申请日：2017-07-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种面向溢油围捕的柔性连接式双无人艇自主协同方法，(1)根据溢油所在位置、无人艇初始位置与柔性连接式无人艇的动力学特性，规划出一条满足多个约束条件的航行轨迹；(2)对得到的航行轨迹进行轨迹跟踪；(3)在进行轨迹跟踪过程中，为确保双无人艇能够完成任务，并减小柔性连接作用力和力矩的不利影响，采用基于模糊零空间的行为融合方法，根据所述柔性连接作用力和力矩的影响、实时地修正无人艇的期望艏向与航速；(4)无人艇的运动控制器解算出控制指令，驱使无人艇的实际艏向与航速达到期望值。本发明利用模糊零空间方法有效消除柔性连接作用力和力矩产生的不利影响，实现了柔性连接式双无人艇的自主协同控制。
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公开(公告)号：CN119975740A
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202510250248.1
申请日：2025-03-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下仿生机器人领域，具体涉及一种基于非牛顿流体的自适应变刚度柔性尾柄及带有该结构的机器鱼。本发明提供的自适应变刚度柔性尾柄能够根据机器鱼身体的摆动频率自动调节刚度，使尾柄完成对驱动频率的自适应刚度调节，即频率越快，尾柄变得越硬，能够进一步提高仿生机器鱼在不同场景下的适应能力。本发明还提供了一种带有基于非牛顿流体的自适应变刚度柔性尾柄的机器鱼，鱼尾采用柔性关节，采用四缸柱塞泵来提供压力，省去了调压阀和电磁换向阀，鱼尾为刚柔耦合结构，驱动单元两端与连接体固定，鱼尾内部还设有输油管与柔性传感器，胸鳍能够旋转，液压回路为内循环，既实现降低成本的要求，又能实现水下摆动更柔顺。
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公开(公告)号：CN119759027A
公开(公告)日：2025-04-04
申请号：CN202411940168.0
申请日：2024-12-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 考虑流致位置偏差的海洋机器人避障轨迹规划方法与系统，属于海洋机器人技术领域。解决了现有海洋机器人路径规划方法均均未考虑海流对海洋机器人避碰的影响，导致航行过程中安全性差的问题。本发明获取海洋机器人的当前位置、姿态、对地航速、对水航速及所在航行区域的海洋环境信息；获取海洋机器人航行速度限制集合，利用障碍物评价函数计算海洋机器人的紧急避障的动作集合；进而获取最终避障动作集合；再结合下一决策周期内海洋机器人的速度集合，获得最终动作空间窗口；基于时间窗内内速度样本，基于流致漂角，计算当前状态下的候选轨迹簇，建立评价函数，对所述候选轨迹簇进行评价寻优，获取最优避障轨迹。本发明用于海洋机器人避障轨迹规划。
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公开(公告)号：CN119668082A
公开(公告)日：2025-03-21
申请号：CN202411790752.2
申请日：2024-12-06
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明属于海洋机器人运动控制技术领域，具体涉及一种基于改进扩张状态观测器海洋机器人航向控制方法、程序、设备及存储介质。本发明通过引入谐振观测项对扩展状态观测器的内部结构进行改进，减小对于时变扰动观测误差；同时对于观测扰动频率设置一个自适应律，并根据观测误差进行调整，减小对时变扰动的观测误差，从而达到稳定航向控制的目的。本发明相比于基于传统扩张状态观测器的控制器可以良好地解决由于观测器自身带宽有限导致无法对时变扰动进行良好观测的问题，从而增强了航向控制的抗干扰性。
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