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公开(公告)号：CN111137419B
公开(公告)日：2024-07-09
申请号：CN201811311472.3
申请日：2018-11-06
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
Abstract: 本发明涉及水下机器人领域，具体地说是一种可变形自主水下机器人，包括主体模块、侧翼模块、作业模块、推进模块和伸展驱动装置，两个侧翼模块对称设于主体模块两侧，在主体模块两侧均设有伸展驱动装置，且所述侧翼模块通过对应侧的伸展驱动装置驱动张合，在主体模块前端设有作业模块，在主体模块后端设有推进模块；伸展驱动装置包括驱动电机、传动轴、锥齿轮组、丝杠、丝母滑块和支撑杆，传动轴通过驱动电机驱动转动，丝杠下端均通过锥齿轮组与所述传动轴垂直连接，丝杠上设有丝母滑块，且支撑杆一端与对应丝杠上的丝母滑块铰接，另一端与侧翼模块铰接。本发明两侧侧翼模块可根据需要展开或收纳成流线型，可以脱离母船进行大范围探测作业和选点自主采样作业。
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公开(公告)号：CN114815590B
公开(公告)日：2024-06-18
申请号：CN202210429955.3
申请日：2022-04-22
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明属于水下机器人控制领域，具体说是一种水下机器人基于优化能耗的推力分配方法。包括以下步骤：1)基于水下机器人推进器产生的推力，构建相邻时刻推进器推力与能耗关系的目标函数J；2)构建目标函数线性优化近似解方程；3)根据目标函数线性优化近似解方程，得到某一时刻推进器的推力Tk；4)循环执行步骤1)～步骤3)，根据推进器的推力实时驱动控制推进器，实现水下机器人低能耗的运动控制。相比传统的推力分配方法计算复杂度高且只能离线执行的缺点，不具备在线实现基于能耗的推力分配的能力，本发明具有简单高效性，能够在线计算基于能耗的推力分配。
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公开(公告)号：CN111928850B
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202010198740.6
申请日：2020-03-20
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及水下组合导航技术领域，尤其涉及一种自主水下机器人极地冰架下环境的自主水下机器人的组合导航方法组合导航方法，针对极地水下长航程的自主水下机器人长时间航行的累积导航误差消除问题，实现自主水下机器人自主携带声学导航信标，自主水下机器人自主布放声学导航信标，自主标定声学信标布放三维空间位置，最后根据信标标定结果进行单信标组合导航，解决冰下长时间远程自主水下机器人导航位置的累积偏移问题。本发明的重点是解决冰下布放信标的位置标定问题，在信标标定成功后，再根据信标标定位置和单信标测距对冰下自主水下机器人进行导航。
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公开(公告)号：CN116880517A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202311007450.9
申请日：2023-08-11
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及水下机器人运动控制领域，尤其涉及变结构水下机器人在线轨迹规划方法。采用增广状态矩阵形式描述了运动速度误差、位置误差与运动速度增量的函数关系，将目标函数降阶为由运动速度增量构成的标准二次规划函数，提升了目标函数的计算效率；同时，针对运动速度约束、运动增量约束等多元约束空间求解搜索效率低的问题，将运动速度约束、运动增量约束等多元约束空间归一化为基于运动增量的线性约束，提升了约束空间内的求解搜索效率，实现了变结构水下机器人在有限运动速度、有限速度增量等运动约束条件下的在线轨迹规划，为水下机器人提供在线实时轨迹导引信号，水下机器人根据轨迹规划的目标导引信号分配推进器、机械臂关节的控制量，对水下机器人进行运动控制。
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公开(公告)号：CN112936259B
公开(公告)日：2023-06-20
申请号：CN202110102184.2
申请日：2021-01-26
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
Abstract: 本发明涉及水下机器人人机协作领域，尤其涉及一种新型水下机器人人类大脑直接操控的方法。具体为：利用脑机接口实现EEG信号采集，实现原始信号的获取；利用运动想象模式对采集的EEG信号数据进行离线训练学习，形成运动想象分类算法的模型，根据此模型可对未知的EEG信号进行分类；利用运动想象分类算法模型进行实时在线EEG信号分类，进而得出大脑控制指令；制定水下视觉目标感知方法，简化运动想象控制指令，确定目标位置；指令下发程序，根据脑控信号指令与水下视觉目标感知结果，对水下机械臂进行控制，实现水下目标的抓取作业。本发明采用脑机接口与视觉目标感知的方法，提高了系统的可靠性与鲁棒性，具有高效的水下作业效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115167486A
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202210848933.0
申请日：2022-07-19
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及水下机器人参数辨识领域，尤其涉及变结构水下机器人在线水动力参数辨识方法，实现水下机器人在航行期间在线辨识水动力参数，为水下机器人的控制器设计提供模型参数。针对变结构机器人变形前后水动力参数模型变化显著的问题，本发明提出一种基于动力学模型的在线水动力参数辨识方法，创新地利用导航传感器量测与动力学模型速度先验的误差、水动力参数与速度先验的数据关联反馈校正水动力参数并估计参数辨识的精度，为降低量测数据累积的“数据饱和”风险，在辨识过程中引入人工过程驱动噪声，提升了对水动力模型变化的跟踪能力，实现了变结构水下机器人利用自身导航传感器数据对水动力参数的在线辨识。
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公开(公告)号：CN115167486B
公开(公告)日：2024-10-18
申请号：CN202210848933.0
申请日：2022-07-19
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及水下机器人参数辨识领域，尤其涉及变结构水下机器人在线水动力参数辨识方法，实现水下机器人在航行期间在线辨识水动力参数，为水下机器人的控制器设计提供模型参数。针对变结构机器人变形前后水动力参数模型变化显著的问题，本发明提出一种基于动力学模型的在线水动力参数辨识方法，创新地利用导航传感器量测与动力学模型速度先验的误差、水动力参数与速度先验的数据关联反馈校正水动力参数并估计参数辨识的精度，为降低量测数据累积的“数据饱和”风险，在辨识过程中引入人工过程驱动噪声，提升了对水动力模型变化的跟踪能力，实现了变结构水下机器人利用自身导航传感器数据对水动力参数的在线辨识。
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公开(公告)号：CN114924576B
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202210417455.8
申请日：2022-04-20
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及一种适用于水下机器人的定深控制方法，与水下机器人的水下垂直面俯仰角定深运动控制相关，实现水下机器人的在机械臂大扰动和环境扰动复杂状态下的定深稳定精准控制，本发明利用自抗扰控制中线性扩张状态观测器，对于水下机器人包含机械臂和环境扰动等在内的总扰动进行实时估计，降低了对水下机器人动力学模型的依赖性，扩展了控制的应用范围，再根据对水下机器人的姿态变化与期望俯仰的控制，考虑对于变结构水下机器人的深度控制能力的约束，结合分阶比例积分微分控制，拓展提高水下变结构机器人的定深快速精准稳定控制。
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公开(公告)号：CN113535672B
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202010296975.9
申请日：2020-04-16
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
Abstract: 本发明属于海洋运动平台的浊度数据处理领域，具体说是一种基于自主水下机器人平台的浊度数据处理方法。本发明包括以下步骤：搭载水质仪设备的自主水下机器人在规划线路上进行探测运动，测量并记录路线上的水质仪浊度数据；根据水质仪浊度数据进行数字化建模，根据已探测水质仪浊度数据的线性关系预测未探测区域的浊度，根据自主水下机器人的探测运动构建大地系浊度数据地图。本发明将大量离散的浊度数据融合成数字化模型，使浊度数据满足线性关系，为海水浊度研究提供更加显明证据。
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公开(公告)号：CN111928851B
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202010302830.5
申请日：2020-04-17
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及水下组合导航技术领域，尤其涉及一种自主水下机器人集群的协同组合导航方法，本发明包括采用拓扑式协同导航结构，在子集群内指定多个领航者作为子集群的导航节点，其它跟随者作为扩展节点，扩展节点在线搜索有效导航节点集合，实时获得有效导航节点的导航定位状态，通过测距仪对有效导航节点进行测距，利用扩展节点在不同时刻对不同导航节点的测距，结合扩展节点的移动矢量径和分时测距技术(简称TMA技术)，构建多源分时测距矩阵，在线计算扩展节点导航精度上界，依托导航精度上界迭代估计扩展节点的导航位置，从而实现集群内所有自主水下机器人的协同导航。
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