公开(公告)号：CN110260859B

公开(公告)日：2022-12-13

申请号：CN201910492175.1

申请日：2019-06-06

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 马腾 ,  李晔 ,  姜言清 ,  武皓微 ,  丛正 ,  徐硕 ,  贡雨森 ,  凌宇

IPC: G01C21/16 ,  G01C21/32 ,  G06F17/10

Abstract: 本发明涉及一种考虑数据关联间耦合关系的位姿图修正方法，属于水下机器人多波束同步定位与建图领域。包括令N为当前位姿图内由地形匹配得到的数据关联个数，i等于1、j等于1；判断j、i、N的大小关系，计算数据关联j给出的数据关联i的置信度Scorei,j，计算数据关联i总置信度Scorei；判断i与N大小关系，根据当前位姿图内所有数据关联的置信度计算置信度阈值Score_thre；置信程度最小的数据关联其置信度若大于置信度阈值，则输出当前位姿图并停止算法，否则将该数据关联判定为无效数据关联，将其在当前位姿图中移除。本方法不需要依赖于辅助设备，算法执行过程中不需要进行图优化过程，计算效率高且可保证算法在线实时运行，应用前景广阔。

公开(公告)号：CN115421492A

公开(公告)日：2022-12-02

申请号：CN202211125288.6

申请日：2022-09-16

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 田恩农 ,  廖煜雷 ,  李晔 ,  赵怡 ,  李翱

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开一种水面无人艇集群巡逻任务分配方法。USV集群接收巡逻任务点；求解所有目标点的中心点；求取出发点T0与所有巡逻点Ti的连线夹角θi；根据角度均分的规则，将目标点按照USV的数量进行均分分组；通过改进遗传算法求解TSP的方式，进行迭代求解；得到每艘USV求解n组任务目标的解决方案，通过投票竞优的方式选出最优方案，作为集群初始巡逻方案；每艘USV巡航过程中，通过计算自身下个目标点的航行成本，轮询周边USV的航行成本，若出现临近USV航行成本低于自身成本的情况，则将该目标点的任务交易给成本低的一方，自身重新规划剩余任务路线；即通过上述方法完成航行路径的二次优化，所有USV均按此方法轮询其它艇，直到所有巡逻任务完成。用以解决很难在短时间通过线性规划等精确计算方式得到任务分配的最优方法的问题。

公开(公告)号：CN115031733A

公开(公告)日：2022-09-09

申请号：CN202210488829.5

申请日：2022-05-06

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 凌宇 ,  高靖萱 ,  马腾 ,  徐硕 ,  丛正 ,  张强 ,  夏嘉豪 ,  漆池 ,  马东 ,  张文君 ,  李晔

IPC: G01C21/20

Abstract: 本发明属于水下机器人定位与导航技术领域，具体涉及一种水下机器人多波束测深主动同步定位与建图方法。本发明包括水下机器人主动同步定位与建图策略、回环目标点地形信息评价方法、权衡探索和回环动作的效用方程、以及执行回环动作时的路径规划方法。与传统的水下机器人测深信息同步定位与建图方法相比，本发明通过主动对地形进行有目的性地回溯，平衡了回溯和探索之间的关系，从而使得水下机器人能够更有效的在不依赖母船的情况下获得高精度的位置信息和海底地形图。

公开(公告)号：CN114911240A

公开(公告)日：2022-08-16

申请号：CN202210593202.6

申请日：2022-05-27

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 田恩农 ,  李晔 ,  李翱 ,  赵怡 ,  徐硕 ,  凌宇 ,  孙祥仁

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种无人机辅助无人艇动态避障路径规划方法，将无人机所识别的目标动态障碍物组成一个TSP环路，使用改进遗传算法求解TSP问题解，使目标动态障碍物组成闭环路径，综合障碍物的无碰撞安全区域和护城河环带区域，得到动态障碍物环境下的安全航行点集，连接相应的点集，组成与障碍物无碰撞的路网集合，当无人艇在此动态障碍物区域航行过程中，通过给出起始点和终点，加入上述得到的路网集合，通过寻优算法进行最优路线计算，得到规划路径。本发明路径规划综合考虑了障碍物的无碰撞安全区域和障碍物之间的相对位置，所得到的动态路网集合会随着识别到的动态障碍物位置变化而变化，达到了对全局状态的实时调整。

公开(公告)号：CN113433553B

公开(公告)日：2022-08-02

申请号：CN202110695236.1

申请日：2021-06-23

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 马腾 ,  李晔 ,  张强 ,  姜言清 ,  丛正 ,  凌宇 ,  马东 ,  牛伯城

IPC: G01S15/93 ,  G01S15/86 ,  G01C21/00 ,  G01C21/20

Abstract: 本发明提供能够一种水下机器人多源声学信息融合精确导航方法，利用该方法，AUV通过多波束声纳和与信标通讯获取海底地形测绘信息和其与信标间距离观测信息，并通过能观性检验和概率图划分算法对弱通讯环境导致的距离观测离群点进行判别和剔除，最终以AUV海底地形测绘信息、AUV与信标间距离观测信息、AUV自身导航系统信息为输入，构建多源声学信息融合SLAM位姿图模型，通过位姿图优化算法，同时估计AUV当前位置、AUV历史轨迹和信标定位信息，以解决AUV深海长期、隐蔽、全天候、精确实时导航问题。本发明通过构造多源声学信息融合图优化SLAM算法框架，为AUV大范围深海作业提供实时、精确导航信息。

公开(公告)号：CN110320520B

公开(公告)日：2022-08-02

申请号：CN201910559363.1

申请日：2019-06-26

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 马腾 ,  李晔 ,  姜言清 ,  武皓微 ,  丛正 ,  徐硕 ,  贡雨森 ,  凌宇

IPC: G01S15/87 ,  G01C21/16 ,  G06N3/00

Abstract: 本发明公开一种测深信息同步定位与建图的鲁棒后端图优化方法，属于水下机器人的水下导航领域。本发明包括：通过多波束声纳和惯性导航系统采集海底地形信息和水下机器人位姿状态记录在子地图中；与历史子地图通过地形匹配检测数据关联；初始化粒子，根据检测到的数据关联与所有历史数据关联更新粒子；对所有粒子通过图优化求解地图并计算适应度函数，根据适应度函数应用粒子群算法更新粒子，并根据粒子群输出结果通过图优化求解并输出地图。本发明可以解决传统图优化方法无法处理的无效数据关联问题，且使用协方差而非简单的有效/无效对数据关联进行判断，计算精度更高。

公开(公告)号：CN110207695B

公开(公告)日：2022-08-02

申请号：CN201910451093.2

申请日：2019-05-28

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 袁铭啸 ,  李晔 ,  姜言清 ,  武皓微 ,  丛正 ,  何佳雨 ,  范佳佳 ,  马腾

IPC: G01C21/16 ,  G01C21/20 ,  G01S5/18

Abstract: 本发明提供的是一种适用于深海AUV的无速度辅助单信标定位方法。对信标进行标定，确定信标的位置信息，并建立导航坐标系；AUV与信标通信，获得AUV与信标的距离信息，并使用超短基线定位系统标定AUV在导航坐标系下的初始位置信息；在AUV航行过程中，根据前一时刻的位置信息、AUV的航向信息和当前时刻获得的AUV与信标的距离信息、AUV的深度信息解算AUV当前时刻的位置信息；将当前时刻的位置信息和惯性导航系统的定位信息进行融合，得到AUV的定位信息。本发明只需要使用一个声学信标，不需要通过DVL获取AUV的速度信息同时也不要求AUV持续保持单一方向直线航行，满足全海深AUV的设备搭载及作业工况要求。

公开(公告)号：CN109782773B

公开(公告)日：2022-04-29

申请号：CN201910186081.1

申请日：2019-03-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 廖煜雷 ,  潘恺文 ,  王磊峰 ,  李晔 ,  姜权权 ,  杜廷朋 ,  李志晨 ,  庄佳园

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提出了一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，属于操纵性模型参数估计技术领域，适用于舰船或波浪滑翔器。该方法首先设置参数向量P与状态向量Y，且满足PTY＝r，r为转艏角速度；之后设置准则函数为当前时刻P的估算值，为上一时刻P的估计值，μ为权重系数；然后对准则函数J关于求极小值，加入步长因子λ，递推修正λ为步长因子；最后不断重复上一步骤，直至收到估计过程结束指令。本发明提出的适用于舰船及波浪滑翔器的一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，能够在舰船航行过程中实时修正参数向量，获取实时变化的舰船或波浪滑翔器的操纵性参数，相比已有技术在快速性、便利性等方面具有显著优势，具有较好的发展前景。

公开(公告)号：CN112729306B

公开(公告)日：2022-04-19

申请号：CN202011521431.4

申请日：2020-12-21

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张强 ,  蔡庆男 ,  牛伯城 ,  曹旭东 ,  黄传智 ,  俞泽天 ,  李晔 ,  马腾 ,  张雯 ,  丛正

IPC: G01C21/20

Abstract: 适用于AUV的海底地形图可导航区自主提取方法，属于水下航行器地形辅助导航系统领域。解决了现有可导航区的获取方法前期工作量、计算方式复杂，且无法实时获取可导航区的问题。本发明先获取N个条带的高度起伏数据；再根据获取的N个条带的高度起伏数据构建三维海底地形图，并对构建的三维海底地形图进行特征提取，并对提取的特征点进行区域划分，获得1个或多个参考区；最后获取每个参考区的4个边界点，获得该参考区的轮廓，并将该参考区的轮廓所对应的区域作为可导航区，从而实现了对可导航区的提取。本发明主要用于获取对导航系统进行校准的可导航区。

公开(公告)号：CN113093532B

公开(公告)日：2022-04-15

申请号：CN202110248550.5

申请日：2021-03-05

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 廖煜雷 ,  裴华仁 ,  杜廷朋 ,  成昌盛 ,  贾琪 ,  李晔

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种非自衡系统的全格式无模型自适应控制方法，涉及非自衡系统的控制技术领域。本发明是为了解决传统无模型自适应控制方法不能直接应用于非自衡系统的问题。本发明建立非自衡系统的动态IO数据模型，设置动态IO数据模型参数的更新准则函数和控制输入解算的准则函数，对k时刻动态IO数据模型参数求极小值，更新动态IO数据模型，之后代入控制输入解算的准则函数，对非自衡系统的控制输入信息求极小值，获得k时刻非自衡系统的控制输入信息，最后将控制输入信息输入至非自衡系统，当非自衡系统控制过程结束时完成非自衡系统的无模型自适应控制，否则使k＝k+1，然后返回重新更新动态IO数据模型。