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公开(公告)号：CN110333739A
公开(公告)日：2019-10-15
申请号：CN201910775602.7
申请日：2019-08-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于强化学习的AUV行为规划及动作控制方法，属于水下机器人技术领域。为了解决AUV规划复杂任务时过于依靠人工经验，以及基于智能算法设计的控制方法需要精确的环境模型，从而导致训练经验局限，在现实环境中应用困难的问题。本发明将AUV探测隧洞定义为总任务；完成任务对应的行为包括：趋向目标、墙壁跟踪和避障；将机器人在水下需要完成所规划的行为而产生的控制指令定义为动作；AUV在执行隧洞探测任务时，使用深度强化学习DQN算法进行实时行为规划，构建对应的深度学习的行为网络，完成隧洞探测任务的规划。通过DDPG方法训练AUV的动作网络，将AUV视为环境模型，得到力到状态的映射，从而实现AUV的动作控制。
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公开(公告)号：CN110263832A
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201910501336.9
申请日：2019-06-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及AUV水下导航故障诊断技术领域，具体涉及一种基于多尺度分析的AUV导航系统故障诊断方法。步骤一：根据采样的信号，得到传感器信号序列段x(n)；步骤二：根据所需求的分解层数，进行多尺度分解处理，得到各层小波系数{d1(n)，d2(n)，…，dk(n)}以及第k层的尺度系数ck(n)；步骤三：根据多尺度分解处理得到的信号，进行单支重构处理，得到第k层的近似信号Ck以及各层细节信号{D1，D2，…Dk}；步骤四：根据各层细节信号，通过多尺度熵特征提取方法，将k层多尺度特征量组成k维特征向量；步骤五：将k维特征向量作为已训练好的改进的Levenberg-Marquardt小波神经网络的输入向量，实现故障类型识别；本发明能够定量地描述出故障在不同尺度上的表征形式，并且能够自主学习并实现AUV导航传感器故障诊断。
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公开(公告)号：CN106428421B
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201610831903.3
申请日：2016-09-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种多航态水中航行器，包括主艇体，主艇体上方为流线型上层建筑，上层建筑内部安装可升降集成桅杆，上层建筑前方两侧对称安装可调水翼，上层建筑后方两侧对称安装电力推进装置，主艇体里设置密闭的驾控舱、燃油和电池舱、主机舱、浮态调节舱，主艇体前后方分别设置相通的进水口和出水口，集成桅杆上设置与主机舱相通的机舱进排气口，主艇体后方为表面桨推进装置，所述的主艇体采用单体、艉部斜升角为18°的全折角深V滑行艇艇型。本发明兼顾水面艇高速性、半潜艇高耐波性和潜艇隐蔽性，可以搭载丰富的水面、水下传感器设备，可广泛应用于海洋科研领域。
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公开(公告)号：CN109540151A
公开(公告)日：2019-03-29
申请号：CN201910041354.3
申请日：2019-01-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明设计了一种基于强化学习的AUV三维路径规划方法，首先根据已知的水下工作环境进行建模并对AUV进行全局路径规划；然后在仿真系统中针对AUV特殊的工作环境及其规划目标设计奖励值，利用基于自组织神经网络改进的Q学习方法对AUV进行避障训练，将训练所得到的避障策略写入机器人内部控制系统；最后机器人下水后接收全局路径规划节点，AUV将全局规划的路径节点作为目标节点以计算目标艏向规划航行，当遇到突发障碍时利用避障策略进行避障；该方法既保证AUV航行路径的经济性又保证了遇到突发障碍时的安全性，同时可以提高路径规划精度，降低规划时间，增强AUV的环境自适应性；该方法可应用于搭载了避障声纳能自主航行的AUV。
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公开(公告)号：CN108628326A
公开(公告)日：2018-10-09
申请号：CN201810758522.6
申请日：2018-07-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供及一种智能水下机器人运动重规划策略，该策略将智能水下机器人的作业任务视为规划一条安全经济的航行路径并在一系列路径点上完成相应的行为，当水下机器人按照全局规划路径航行，遇到障碍物时，利用矩形避障策略进行避障，避开障碍物后根据代价函数选择点跟踪策略或路径跟踪策略，到达指定位置后完成相应任务。该策略简单易实施，智能水下机器人完成作业任务的同时保证其安全，提高机器人的环境自适应性，航行的经济型大大提高，使得机器人重规划更加完善。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108594241A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810248831.9
申请日：2018-03-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01S15/88 , G01S15/04 , G01S15/523
Abstract: 本发明公开了一种AUV声隐身态势评估方法，属于态势评估技术领域。本发明以各种声学数据、声呐设备参数和位置信息等为输入，建立声呐探测性能模型和信号余量模型，根据任务隐蔽性要求等级构建声呐威胁虚拟障碍物，通过声呐方程、“KoutofN”准则计算多种类型探测概率，基于信号余量SE模型确定AUV的可航行范围，在可航行范围内以渐变色表示探测概率值形成态势图。本发明的态势评估系统包含全局态势评估和实时态势评估，系统以全局态势评估结果、多种声呐探测概率、AUV可航行范围和态势图为输出结果，评估结果准确、可信度高、可视化，实现对AUV航路的隐身威胁评估，为规划系统提供隐蔽性约束条件。
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公开(公告)号：CN107990890A
公开(公告)日：2018-05-04
申请号：CN201810046289.9
申请日：2018-01-17
Applicant: 杭州爱易特智能技术有限公司 , 浙江省水利水电勘测设计院 , 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/00
Abstract: 本发明涉及一种多传感器隧洞定位系统及其方法，系统中主要包含测距声呐、姿态传感器和深度计等三大模块。其中，利用测距声呐可以获取测距声呐到洞壁的距离信息；利用姿态传感器可以获得机器人的首相角信息；利用深度计，可以获得机器人在水中的深度信息。本发明涉及一种隧洞的定位方法，根据隧洞的走向，可以分成上坡、下坡、水平、前进、左转、右转、孔径收缩、孔径扩大、孔径不变等9个类别。根据走向的排列组合，洞内走向一共可以分成27种。根据隧洞的地图信息，从27种分类走向中，找到隧洞中存在的实际走向类别。通过传感器的数据处理，隧洞走向信息的特征定义、提取，构建基于支持向量机的隧洞走向识别模型，识别机器人在隧洞中的特征位置，实现机器人在隧洞中的定位功能。
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公开(公告)号：CN107918399A
公开(公告)日：2018-04-17
申请号：CN201711079828.0
申请日：2017-11-06
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
CPC classification number: G05D1/10
Abstract: 本发明提供一种适用于水下机器人的快速融合避障方法，通过测距声呐的测距标准差与方差确定AUV的定位误差区域，根据定位误差区域获得声呐安装方向上的AUV的静态安全距离。根据不同方向上的实时速度分量与静态安全距离得到相应方向上的安全警戒距离阈值。将测距声呐测得的障碍物距离数据与该方向上的安全警戒距离进行判断，当障碍物距离大于安全警戒距离时，该方向上的声呐将以基础工作间隔进行轮询工作。当障碍物距离小于或等于安全警戒距离时，该方向上的声呐将按照动态声呐工作间隔方程的输出进行轮询工作。本发明提出的可使AUV在狭窄航道内快速准确的获得障碍物距离信息，对多传感器数据进行融合，实现快速融合避障，为AUV的安全作业提供保障。
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公开(公告)号：CN104908910B
公开(公告)日：2017-05-24
申请号：CN201510271054.6
申请日：2015-05-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63C11/52
Abstract: 本发明的目的在于提供一种水下探测设备自动收放装置，包括底座、推杆、电机、探测设备载体，底座上依次安装第一推杆支座、第二推杆支座、旋转轴支座、滑轮支座，推杆架在第一推杆支座和第二推杆支座上，电机的输出端端部安装齿轮，推杆的第一端部设置齿条，齿条与齿轮啮合，推杆的第二端部连接钢缆，旋转轴支座上安装旋转轴，旋转轴连接连接管，连接管与探测设备载体相连，滑轮支座上安装有滑轮，钢缆绕过滑轮并与连接管的中部相连，推杆处于放的状态时，连接管处于竖直状态，推杆处于收的状态时，连接管旋转至底座高度。本发明可以完成远程自主的长时间、大范围、低成本的水下探测任务。
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公开(公告)号：CN106428421A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201610831903.3
申请日：2016-09-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: B63B15/00 , B63B1/28 , B63B2015/0041 , B63H5/125
Abstract: 本发明提供一种多航态水中航行器，包括主艇体，主艇体上方为流线型上层建筑，上层建筑内部安装可升降集成桅杆，上层建筑前方两侧对称安装可调水翼，上层建筑后方两侧对称安装电力推进装置，主艇体里设置密闭的驾控舱、燃油和电池舱、主机舱、浮态调节舱，主艇体前后方分别设置相通的进水口和出水口，集成桅杆上设置与主机舱相通的机舱进排气口，主艇体后方为表面桨推进装置，所述的主艇体采用单体、艉部斜升角为18°的全折角深V滑行艇艇型。本发明兼顾水面艇高速性、半潜艇高耐波性和潜艇隐蔽性，可以搭载丰富的水面、水下传感器设备，可广泛应用于海洋科研领域。
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