公开(公告)号：CN105787962B

公开(公告)日：2018-10-30

申请号：CN201610104508.5

申请日：2016-02-25

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  孟德涛 ,  梁志成 ,  郭毅 ,  陈涛 ,  周佳加 ,  严浙平

IPC: G06T7/20

Abstract: 一种基于UUV水下回收的单目视觉跟踪方法，本发明涉及基于UUV水下回收的单目视觉跟踪方法。本发明的目的是为了解决现有一般的视觉跟踪方法在UUV水下回收的情况下跟踪准确性低的问题。通过以下步骤实现：一、UUV摄像机采集目标光源系统的序列图像；二、建立目标加权模型；三、在当前帧中计算候选目标模型；四、求取Bhattacharyya相似性系数；五、计算权重系数；六、根据权重系数得到候选目标中心新位置；七、得到ρ(y1)；八、当||y1‑y0||

公开(公告)号：CN105955268B

公开(公告)日：2018-10-26

申请号：CN201610312434.4

申请日：2016-05-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 严浙平 ,  陈烨 ,  侯茹萍 ,  周佳加 ,  张伟 ,  罗朋飞

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供的是一种考虑局部避碰的UUV动目标滑模跟踪控制方法。实时探测UUV、运动目标以及障碍物位置信息；获取运动目标k时刻状态估计；建立UUV和运动目标以及障碍物的相对运动模型；基于目标跟踪半径和障碍物规避安全半径的大小，根据UUV与运动目标及障碍物的相对位置，在跟踪策略和避碰策略之间自主切换；根据指令速度和航向与UUV航速及转艏角速度测量反馈，得到跟踪控制偏差，基于水平面非奇异终端滑模控制器解算得到k时刻UUV推进器推力和方向舵转艏力矩；循环执行上述步骤，实现运动目标下一刻的跟踪控制。本发明将复杂环境中的局部规划策略与UUV动力学模型相结合，在UUV航行安全性的前提下保证对运动目标的跟踪精度。

公开(公告)号：CN108663938A

公开(公告)日：2018-10-16

申请号：CN201810510991.6

申请日：2018-05-25

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 严浙平 ,  杨泽文 ,  周佳加 ,  岳立冬 ,  潘晓丽 ,  吴以

IPC: G05B13/04 ,  G05D1/10

Abstract: 本发明提供一种考虑通讯拓扑变换的UUV集群协调控制方法，首先利用反馈线性化方法建立非线性UUV运动学和动力学方程并转化为二阶仿射系统形式；其次用直接离散化法将UUV的连续模型转换为离散模型。由于领航者装备更精准的传感器，集群结构采用领导者-跟随者类型，领航者均向跟随者发送状态信息，而跟随者之间的通讯拓扑图为动态变换图。基于离散时间下的数学模型设计的协调控制协议可以保证UUV集群中各航行器的姿态和速度一致；每个航行器的位置姿态信息和速度信息由测速仪和陀螺仪获得。本发明在考虑通讯拓扑变换条件的UUV集群协调控制方法计算出的驱动控制力与力矩可以实现UUV集群中各航行器的航行轨迹均收敛于期望轨迹。

公开(公告)号：CN107957271A

公开(公告)日：2018-04-24

申请号：CN201711173655.9

申请日：2017-11-22

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 严浙平 ,  王璐 ,  周佳加 ,  陈涛 ,  滕延斌 ,  徐达 ,  魏世琳

IPC: G01C25/00

CPC classification number: G01C25/005

Abstract: 本发明公开了一种用于水下无人航行器在极区导航的初始精对准方法。完成极区粗对准；输入水下无人航行器精对准时间t、滤波周期T，计算滤波总次数N，并令初始滤波次数K为0；滤波次数K加1；建立格网坐标系下惯性导航系统的力学编排模式，选择精对准的观测校正形式；根据状态量、状态方程、量测量、量测方程，进行卡尔曼滤波估计融合，得到水下无人航行器在极区导航初始精对准结果；判断当前滤波次数K是否大于等于总滤波次数N：当不满足K≥N时，则跳转至步骤二重复执行；当满足K≥N时，则初始精对准过程结束。本发明解决了水下无人航行器在极区导航的初始精对准问题，可有效用于水下无人航行器在极区导航初始精对准过程并提高了精对准的准确性。

公开(公告)号：CN105549601B

公开(公告)日：2018-03-02

申请号：CN201610082238.2

申请日：2016-02-05

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 王宏健 ,  张雪莲 ,  吴加兴 ,  周佳加 ,  李村

IPC: G05D1/06

Abstract: 一种基于虚拟膨化的运动目标与UUV同向航行的规避方法，本发明涉及基于虚拟膨化的运动目标与UUV同向航行的规避方法。本发明是为了目前采用的相向航行的运动障碍规避方法难以准确预测运动障碍的运动状态的问题。本发明根据运动障碍航向与引导航向的夹角，确定UUV与运动障碍同向航行，同向航行分为UUV追击运动障碍和运动障碍追击UUV两种位置关系；当UUV追击运动障碍时，采用膨化和矩形虚拟障碍调整UUV的艏向，规避运动障碍；当运动障碍追击UUV时，根据UUV与运动障碍相对位置变化，UUV不断调整自身运动速度，并采用膨化和矩形虚拟障碍调整UUV的艏向，规避运动障碍。本发明应用于UUV的运动障碍规避领域。

公开(公告)号：CN106741754A

公开(公告)日：2017-05-31

申请号：CN201610985735.3

申请日：2016-11-09

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  郁晨曦 ,  滕延斌 ,  周佳加 ,  李娟

IPC: B63C11/52

CPC classification number: B63C11/52

Abstract: 本发明提供一种UUV叉柱式回收对接系统及回收对接方法，在UUV的腹下前端安装有可伸缩的对接杆，且对接杆位于UUV的艏向中心轴线，在水下工作站的工作平台上安装有可伸缩的连接杆，可伸缩的连接杆的上端安装有对接V形剪，对接V形剪的两个叉子的端部分别设置有导引光源，UUV的下端还设置有光学传感器，且光学传感器与对接杆位于同一直线上，所述UUV的底部还设置有呈矩形排列的、处于同一水平面上的四个定位声纳，所述水下工作站的工作平台上还设置有锁紧装置。本发明能够实现UUV安全、准确的回收到水下工作站回收对接平台上。

公开(公告)号：CN106444806A

公开(公告)日：2017-02-22

申请号：CN201610854361.1

申请日：2016-09-27

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 何东旭 ,  周佳加 ,  叶丁绮 ,  赵俊鹏 ,  杜雪 ,  刘建华

IPC: G05D1/08

CPC classification number: G05D1/0875

Abstract: 本发明提供的是一种基于生物速度调节的欠驱动AUV三维轨迹跟踪控制方法。包括以下步骤：步骤1：AUV根据当前任务给定期望轨迹位置信息并获取当前的位置、姿态信息；步骤2：利用欠驱动UUV的数学模型得出位置、姿态误差变量；步骤3：采用定义虚拟速度误差变量的方法，计算出虚拟控制律；步骤4：通过生物启发模型完成对速度误差进行动态调节；步骤5：推导动态速度调节控制器。本发明方法能够对欠驱动AUV的速度误差进行动态调节，同时在避免传统反步法中艏向角误差等于90°时奇异值的同时，提高了控制器的性能，实现了在外界常值扰动下对时变三维轨迹的精确跟踪。

公开(公告)号：CN106292287A

公开(公告)日：2017-01-04

申请号：CN201610835447.X

申请日：2016-09-20

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  魏世琳 ,  孙希勋 ,  严浙平 ,  周佳加

IPC: G05B13/04

CPC classification number: G05B13/042

Abstract: 本发明提供的是一种基于自适应滑模控制的UUV路径跟踪方法。一、初始化：二、获取UUV的当前状态：三、建立欠驱动UUV水平面误差方程，得到位置偏差xe,ye以及航向偏差值ψe；四、利用滑模控制方法，分别设计航速滑模控制律、位置滑模控制律以及艏相角滑模控制律，通过对推力Xprop，期望航速 和转矩Nprop的控制，使ud→0,xe→0,ψe→0；五、更新切换增益和边界层厚度的自适应律；六、进行控制输入饱和补偿；七、令k＝k+1，跳转回步骤二，进行下一次控制律与自适应律的更新，实现对UUV水平面路径跟踪精确控制。本发明可实现仅依靠水平面动力学模型设计使系统镇定的控制器，适用于各种欠驱动UUV。

公开(公告)号：CN103592854B

公开(公告)日：2017-01-04

申请号：CN201310563459.8

申请日：2013-11-14

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 严浙平 ,  李聪聪 ,  徐健 ,  周佳加 ,  张宏瀚 ,  陈涛

IPC: G05B17/02

Abstract: 本发明涉及一种面向观探测任务的水下无人航行器观测任务的同步虚拟推演装置。一种水下无人航行器观测任务的同步虚拟推演装置，包括水面监控计算机1、多路通信设备2、虚拟航行器系统任务管理计算机3、虚拟航行器系统运动控制计算机4、虚拟显示计算机5、外部测量定位装置6、真实航行器系统7、虚拟航行器系统8.本发明能够准确同步预测航行器在执行任务时的位置和姿态，并实时显示出航行器的航行轨迹，避免因水下通信阻碍造成的不可人为监控状态下的危险性动作，为试验人员和使用者提供一个可视化的估计手段，对提高水下无人航行器的安全性和可靠性水平具有重要意义。

公开(公告)号：CN104316932B

公开(公告)日：2016-12-07

申请号：CN201410619398.7

申请日：2014-11-05

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 陈涛 ,  郝冰 ,  侯恕萍 ,  张耕实 ,  周佳加 ,  张宏瀚

IPC: G01S15/93 ,  G01S15/08

Abstract: 本发明公开了一种UUV抵近海底作业的定高航行系统及航行方法。包括左前探测声纳、右前探测声纳、深度计、测高声纳、障碍信息融合模块、避碰高度解算模块、高度指令生成模块、高度与深度指令转换模块、深度控制器、执行机构；将左前探测声纳探测到的障碍距离和右前探测声纳探测到的障碍距离，传送到障碍信息融合模块，得到最近障碍距离；避碰高度解算模块根据最近障碍距离，解算出避碰高度；高度指令生成模块根据期望高度和避碰高度相加得到高度指令，传送给高度与深度指令转换模块得到深度指令，传送给深度控制器；对UUV执行机构进行深度控制。本发明可以实现UUV抵近海底作业时兼顾避碰的定高航行，可使UUV获得良好的海底地形地貌。