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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:CN119065391A
公开(公告)日:2024-12-03
申请号:CN202411156950.3
申请日:2024-08-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及一种自组织AUV双体协调对接的路径规划方法,属于水下机器人技术领域。自组织AUV前后完成感知定位和位置对齐,实现自主动态对接;针对海流扰动,提出最优轨迹规划方法,优化航行时间、能量消耗和安全性;研究自组织AUV双体的主动对接约束条件及海流影响,建立了海流干扰下的动力学方程,设计一种考虑多约束条件的自组织AUV双体主动对接规划算法;采用伪谱法求解具有约束的非线性规划问题,确保运动参数在约束条件下的收敛性。主要包括以下步骤:建立系统模型;进行轨迹优化问题表述;进行性能指标的离散化;使用KKT乘子法将边值问题转化为初值问题;进行轨迹调整与优化。本提高了对接效率、安全性和隐蔽性,具有重要的实际应用价值。
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公开(公告)号:CN118999549A
公开(公告)日:2024-11-22
申请号:CN202411487837.3
申请日:2024-10-23
Applicant: 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地
Abstract: 本公开提供了一种水下航行器的地形导航方法、装置、设备及存储介质,包括:惯性导航系统基于姿态、速度信息和初始位置计算航行器的第一位置姿态数据;基于所述水深数据和姿态、速度信息计算下一时刻的第二位置姿态数据;基于第一位置姿态数据和第二位置姿态数据计算运动更新信息建立变尺度先验海底地形图;基于所述初始位置和预测的误差范围建立初始全对称多胞形,基于所述运动更新信息和所述变尺度先验海底地形图对所述初始全对称多胞形进行更新,得到量测更新全对称多胞形;基于所述量测更新全对称多胞形计算所述航行器的估计位置,基于所述估计位置对所述惯性导航系统的累计误差进行修正。
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公开(公告)号:CN118631504A
公开(公告)日:2024-09-10
申请号:CN202410664207.2
申请日:2024-05-27
Abstract: 本发明公开了一种DoS攻击下的无人艇事件触发量化一致性控制方法,建立了考虑外部环境干扰和由通信网络传输时滞引起的输入延迟的无人艇的状态空间模型,并将其转化,利用转化后的无输入延迟模型,建立了无人艇的输出反馈状态观测器,针对状态不能直接策略的情况,利用状态观测器重构无人艇状态。同时建立了均匀量化器,有效减少通信频率和对带宽的占用。基于无人艇状态空间模型的通信网络拓扑图,获取无人艇在DoS网络攻击持续时间内的攻击误差,构建事件触发条件,并建立了基于无人艇的事件触发量化的一致性充分条件的一致性协议,能够实现在多种复杂通信情况下,使多无人艇保持一致性。极大地提升了无人艇的控制性能,能够抵抗多通道受独立DoS攻击的情况,为无人艇的广泛应用提供了重要的技术支撑。
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公开(公告)号:CN117148842B
公开(公告)日:2024-08-02
申请号:CN202311228543.4
申请日:2023-09-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/243 , G05D1/246 , G05D1/65 , G05D1/633 , G05D1/644 , G05D1/248 , G05D1/648 , G05D109/10
Abstract: 基于环境预报的风能驱动机器人省时全局路径规划方法,涉及海洋机器人路径规划技术领域,本申请根据环境预报数据和风能驱动机器人的速度预报,得到风浪流影响下的风能驱动机器人航速估算模型,本申请在风能驱动机器人航速估算模型中充分考虑了环境中海流和波浪对风能驱动机器人航行运动存在的影响,并依据风能驱动机器人的航行特点,设置搜索拓展方向和限制条件,完成航行时间代价函数设计,进而完成风能驱动机器人省时Dijkstra全局路径规划方法与系统设计,采用本申请方法完成的风能驱动机器人在时变风场中的全局路径为最优的全局路径,并且本申请搜索出的路径安全,且航时短。
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公开(公告)号:CN116736709B
公开(公告)日:2024-07-16
申请号:CN202310686509.5
申请日:2023-06-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种海洋机器人的动态补偿型自抗扰艏向控制方法,涉及机器人运动控制领域。本发明是为了解决现有艏向控制方法不能在不同航速下保证稳定的艏向控制性能,导致航艏控制准确性差的问题及航艏控制参数求解复杂的问题。本发明包括:将海洋机器人期望艏向角ψd输入跟踪微分器,获得跟踪微分器为ψd安排的过渡过程v1;将海洋机器人实际艏向角ψ、控制舵角δ及实际航速U输入线性扩张状态观测器,获得扰动补偿参数b、潜体艏向z1、转向加速度z2、潜体艏摇系统的扰动z3;将z1、z2、z3、b、v1输入自适应状态误差反馈,获得所需控制舵角δ';将δ'下发至舵机,获得ψ',若ψ'与ψd的误差不在预设误差内则重新输入线性扩张状态观测器,直至ψ'与ψd的误差在预设误差内。本发明用于海洋机器人的航艏控制。
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公开(公告)号:CN114894187B
公开(公告)日:2024-04-19
申请号:CN202210591518.1
申请日:2022-05-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种无人艇导航方法,使用IMU反馈的角度对无人艇进行航向角的闭环控制,引入UWB的定位数据,使无人艇先定当前角度航行一个时间间隔,记录下航行前和时间间隔后的位置坐标,通过两组坐标求解航行的真实角度值,使用卡尔曼滤波的方式融合IMU的陀螺仪数据和坐标点的角度值,最终使用串级积分分离PID算法进行无人艇的航向航速控制,使得无人艇航行过程的精确稳定。本发明通过卡尔曼滤波器融合IMU的漂移航向角度值与UWB的精确位置值,解决了水池条件下小型无人艇由于航向角漂移导致的导航困难问题。本发明硬件实现成本极低,是低成本无人艇水池导航实验较优选择。
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公开(公告)号:CN117853670A
公开(公告)日:2024-04-09
申请号:CN202311698885.2
申请日:2023-12-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供了一种水下机器人协同SLAM的共享压缩地图配准系统,包括:海底地形点云数据获取模块、本地海底地形图压缩模块、数据封装模块、海底地形图广播模块、接收模块、海底地形高程图获取模块和海底地形图配准模块。本发明通过滤除距离过大点对减少地图数据丢失或污染对配准的影响,并考虑重建概率地图的高程不确定度对配准的影响,能够解决因地图数据压缩后重建带来的数据丢失或污染问题,滤除部分匹配误差,使得在协同同步定位与建图系统中来自两个水下机器人的压缩重建地图与原始地图获得更精确的配准结果,同时考虑重建的压缩地图高程协方差,可实现更准确的地形匹配结果。
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公开(公告)号:CN116859736A
公开(公告)日:2023-10-10
申请号:CN202310830701.7
申请日:2023-07-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 面向无人艇编队护航任务的编队重构控制方法,属于多机器人编队控制技术领域,本发明为解决现有编队重构方法不适用于编队成员数量变化工况的问题。本发明方法为:步骤一、确定当前时刻无人艇编队护航实际任务需求下的行为组合方式;编队重构行为组合方式为:编队追踪护航目标、编队重构、编队保持,执行步骤二;编队保持的行为组合方式为:编队追踪护航目标、编队保持,执行步骤四;步骤二、确定编队重构子任务行为的最佳重构时机;步骤三、建立并求解编队重构的数学模型;步骤四、建立并求解编队追踪护航目标、编队保持两项子任务行为的运动模型;步骤五、对实际行为组合方式中的各项子任务行为进行融合,得到最终的期望速度矢量。
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公开(公告)号:CN116578095A
公开(公告)日:2023-08-11
申请号:CN202310681658.2
申请日:2023-06-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 海洋能驱动机器人节能避障方法,解决了如何提高海洋能驱动机器人的续航力的问题,属于海洋机器人技术领域。本发明包括:确定海洋能驱动机器人在海洋环境下的状态空间S、趋近目标奖励函数、避障奖励函数和节能奖励函数;利用确定的奖励函数对海洋能驱动机器人避障网络进行训练,得到训练完成的海洋能驱动机器人避障网络;获取海洋能驱动机器人初始点、目标点和障碍物的位置信息,采用训练好的海洋能驱动机器人避障网络完成海洋能驱动机器人节能避障任务。本发明根据海洋能驱动机器人的能源消耗和海洋能捕获,依据海洋环境因素设计出奖励函数,对海洋能驱动机器人路径规划进行网络训练,规划出安全、可行、节能的避障路径。
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