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公开(公告)号：CN115183760A
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202210850902.9
申请日：2022-07-20
Applicant: 哈尔滨工程大学 , 中国船舶重工集团公司第七0七研究所
Abstract: 本发明提供了一种水下机器人同步定位与建图方法及装置，涉及水下导航与定位技术领域，所述方法，包括：获取多个回溯点区域，当水下机器人运动到任一回溯点区域时，进行海底地形匹配切换，获得与当前回溯点区域对应的海底地形；获取水下机器人检测到的第一当前水深数据和水下机器人在上一采样时刻的上一粒子权重；根据当前海底地形、第一当前水深数据和上一粒子权重，获取当前采样时刻的当前粒子权重；根据当前粒子权重，得到水下机器人的当前位置并进行建图。与现有技术比较，本发明使得水下机器人定位建图及时、准确。
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公开(公告)号：CN110207721B
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN201910492181.7
申请日：2019-06-06
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明属于图像处理领域，公开了一种考虑残差分布的无效地形匹配结果识别方法，包含如下步骤：步骤(1)：计算重叠区域高程残差序列；步骤(2)：绘制直方图，判断高程残差序列是否满足指定的高斯分布；步骤(3)：将重叠区域所有残差大于μ±σ的网格节点提取出来作为提取区域1，将所有未被提取的网格节点作为提取区域2；步骤(4)：分别计算提取区域1和提取区域2的平均高程残差、地形信息量以及有效节点的个数；步骤(5)：将提取区域1和提取区域2的平均高程残差、地形信息量、有效节点的个数输入神经网络中，若神经网络输出值大于预设值，该地形匹配结果有效，否则该地形匹配结果无效。本发明不需要其他信息辅助，算法易于实现。
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公开(公告)号：CN112729306A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202011521431.4
申请日：2020-12-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
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。
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公开(公告)号：CN107727096B
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN201710833352.9
申请日：2017-09-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明的目的在于提供基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法，根据推算导航的输出结果确定搜索范围，再确定搜索范围后再利用测量地形数据与先验地形进行初步的匹配定位并获得匹配后的地形测量误差估计，然后分别计算节点的有效性和二次搜索范围，根据有效节点矩阵和二次搜索范围进行二次精确匹配定位，最后输出匹配定位结果。本发明所采用的初匹配与精细搜索匹配相结合的匹配定位方法有效的增加了搜索配准的效率同时提高定位精度。
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公开(公告)号：CN106950974B
公开(公告)日：2020-07-28
申请号：CN201710258682.X
申请日：2017-04-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供的是一种欠驱动自主水下航行器的对三维路径进行理解及跟踪控制方法。一：将全局路径规划所得的三维路径理解为空间直线段序列；二：将空间直线段描述为自主水下航行器的目标直线段，进行惯性坐标系下的投影，在水平面形成二维直线，在垂直方向形成深度和高度坐标序列；三：对单个的水平面目标直线段进行跟踪控制，控制器采用分层的结构，位于上层的制导控制器将位置偏差转化为参考艏向角，位于下层的状态控制器将艏向角偏差转化为操纵面的转动执行角度；四：进行目标直线段的更替，完成每个目标直线段的跟踪，最终实现三维路径跟踪。本发明适用于欠驱动自主水下航行器进行远程航行及调查作业，具有一定的抗海流干扰能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106885576B
公开(公告)日：2020-02-14
申请号：CN201710094805.0
申请日：2017-02-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供的是一种基于多点地形匹配定位的AUV航迹偏差估计方法。(1)地形匹配定位的搜索区间估计；(2)未知潮差和测量误差情况下的地形匹配定位；(3)测量误差估计和定位置信区间估计；(4)定位误差估计；(5)多点地形匹配定位初航迹偏差估计；(6)航迹关联与误定位点剔除；(7)航迹二次拟合。本发明的优点是结合了推算导航在时域和空域都缓慢变化而地形匹配定位结果在时域和空域不具有扩散性的特点，在航迹线上获得多个密集的地形匹配定位点，多点的定位信息拟合推算导航的航迹线从而使得定位的精度和可靠性大幅增加。
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公开(公告)号：CN110726415A
公开(公告)日：2020-01-24
申请号：CN201911000169.6
申请日：2019-10-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/32
Abstract: 本发明属于海底地形同步定位与建图领域，具体涉及一种自适应的水下多波束同步定位与建图方法。本发明采用反距离加权方法实现在不提取环境特征的情况下进行数据关联并通过库尔贝克-莱布勒散度采样实现粒子数实时调整的基于粒子滤波的AUV测深数据同步定位与建图技术。本发明通过粒子分地图与均值轨迹分地图匹配实现不需要提取特征情况下的数据关联，通过库尔贝克—莱布勒散度实时控制粒子数，同时采用地形丰富度对粒子权值进行修正，提高了算法的鲁棒性。本发明不需要在海底地形中提取特征，可以实时控制粒子数，同时能够保证建图精度和实时性，适用性好，计算开销小，可以保证实时性。
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公开(公告)号：CN107554694B
公开(公告)日：2019-05-21
申请号：CN201710722303.8
申请日：2017-08-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇的水下三维地形探测系统，主要包括水面无人艇的艇体、GPS传感器、惯性导航系统、多波束探测电子舱、吊环座、多波束声纳基阵及其搭载系统；多波束声纳基阵及其搭载系统包括多波束声纳左右基阵、声速剖面仪、电机座、电机模块、连接管、吊环、托鱼和声纳基阵架组成，多波束声纳左右基阵装载在声纳基阵架上，包裹于拖鱼中，左右基阵呈60°；声纳基阵架通过连接管固定于电机模块上；左右声纳基阵采集声学回波数据通过水密电缆传输到固定于无人艇甲板上的多波束电子舱，电子舱通过接收水面无人艇GPS信号和惯性导航系统获得的姿态、速度等信息，实时发送并补偿修正水面无人艇行驶区域的水下地形信息。
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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：CN107727096A
公开(公告)日：2018-02-23
申请号：CN201710833352.9
申请日：2017-09-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明的目的在于提供基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法，根据推算导航的输出结果确定搜索范围，再确定搜索范围后再利用测量地形数据与先验地形进行初步的匹配定位并获得匹配后的地形测量误差估计，然后分别计算节点的有效性和二次搜索范围，根据有效节点矩阵和二次搜索范围进行二次精确匹配定位，最后输出匹配定位结果。本发明所采用的初匹配与精细搜索匹配相结合的匹配定位方法有效的增加了搜索配准的效率同时提高定位精度。
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