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公开(公告)号：CN115617044B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211336276.8
申请日：2022-10-28
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供了非奇异有限时间无人艇预设性能动力定位控制方法及系统，属于无人艇自动控制领域，方法包括：将无人艇实际测量位置与期望位置作差获取位置误差；将无人艇位置误差进行预设性能转换；构建非奇异有限时间虚拟速度律作为无人艇的参考速度；将参考速度与实际测量速度作差获取速度跟踪误差；计算模糊监督饱和补偿律和自适应模糊逼近项；构建非奇异有限时间动力学控制器输出控制指令；将力或力矩施加在无人艇上调节无人艇上的螺旋桨转速，实现无人艇的定位。本发明确保了无人艇在存在模型不确定性和输入饱和约束情况下的非奇异有限时间预设性能动力定位控制。
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公开(公告)号：CN115755940A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211584643.6
申请日：2022-12-09
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种无人航行器的水下兴趣区域覆盖路径规划方法和装置，解决对大范围海洋区域覆盖探测面临的作业路径长、转向次数多、覆盖算法运算效率低等问题。从地形区域已知信息提取用户关注深度范围内多个兴趣区域；对兴趣区域聚类生成多个多边形边界范围；提出改进Bayazit算法对多边形边界基于凹点进行分割得到多个子凸多边形；合并每两个具有公共边且内部平行线方向一致的子凸多边形得到多个目标兴趣区域；提出离散分组教学算法规划目标兴趣区域的初始路径；构建多线程快速优化方法优化初始路径实现最佳覆盖路径规划。本发明实现在投入有限续航和有限算力的无人航行器探测力量前提下对水下地形兴趣区域的自主、高效探测覆盖规划。
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公开(公告)号：CN115268260A
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210638904.1
申请日：2022-06-07
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明属于无人艇控制领域，涉及一种考虑瞬态性能的无人艇预设时间轨迹跟踪控制方法。该方法具有预设时间收敛性能的非线性扰动观测器，可实现对外界扰动的快速估计补偿，且系统收敛时间可由控制工程师根据实际工程需要进行设定；基于预设性能控制方法可保证瞬态性能安全约束的特点，采用反步设计框架进一步设计了同时具备预设时间与预设性能特性的无人艇虚拟速度律；最终基于扰动观测器估计值与虚拟速度差分建立起相应的无人艇动力学控制输入，以驱动无人艇达到预设时间与预设性能指标。所设计的控制策略可确保系统瞬态性能在预设安全范围之内，且系统稳态误差可在控制工程师设定的时间范围内收敛，实现了无人艇执行任务时的安全性与快速性。
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公开(公告)号：CN115130215A
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN202210730502.4
申请日：2022-06-24
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明涉及螺旋桨水动力性能仿真相关技术领域，公开了一种基于流量相等原则的导管螺旋桨水动力计算方法及其应用。其使用体积力模型代替桨叶的作用，在进速的处理上引入质量流量修正系数λ，并基于实体导管螺旋桨质量流量与导管搭配体积力模型的质量流量相等的原则求得λ，进而通过质量流量修正系数λ对进速系数进行校正，从而修正使用体积力代替实体螺旋桨后导管内偏低的螺旋桨推力、导管推力和质量流量。通过此改进体积力方法，可以在显著提高航行器操纵运动仿真效率的基础上充分考虑导管‑螺旋桨之间耦合水动力作用，得到更精确的螺旋桨推力、导管推力和航行体的航行阻力仿真值。
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公开(公告)号：CN111881515B
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202010692749.2
申请日：2020-07-17
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于无人艇测量技术领域，公开了一种基于孪生数据驱动的无人艇实时速度测量方法及系统，根据实体无人艇位姿传感器布置位置、传感器时间序列数据以及无人艇虚拟孪生体三维模型的空间数据，实时进行跨域、时空融合得到表达无人艇任意位置点的实时位姿孪生数据信息。基于实时孪生数据信息，实时测量实体无人艇任意位置点的运动状态，或者校准至少一套位姿传感器测量信息。本发明提出了物理空间不同布置位置和不同量程范围的实体无人艇传感器时间序列数据与信息空间虚拟孪生体三维模型空间数据的实时、跨域、时空融合方法，实现了利用虚实融合和多传感器数据互补的无人艇任意测点位姿观测和可靠估计。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113325867B
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202110554501.4
申请日：2021-05-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种无人航行器搜寻的路径规划方法、装置和无人航行器属于海上智能搜救技术领域，所述方法包括：S1：采用蒙特卡罗随机粒子仿真法分析海上事故信息建立粒子初始分布图；利用高斯混合模型GMM对粒子初始分布进行聚类分析，进而基于腐蚀膨胀的置信椭圆算法确定最佳粒子包含概率对应的目标搜寻区域；S2：建立适应边界特征的欠驱动无人航行器转向数学模型，确定出转向非工作路径；S3：基于双重归一化的多目标搜寻规划算法优化全局搜寻发现概率和搜寻总路径，得到区域覆盖最佳路径规划策略。本发明提出搜寻区域确定方法，并改进经典平行线扫海搜寻策略实现区域搜寻规划，在投入有限搜寻力量的前提下提高遇险人员的搜寻成功概率。
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公开(公告)号：CN113501110A
公开(公告)日：2021-10-15
申请号：CN202110656920.9
申请日：2021-06-12
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种面向海洋观测与水下回收的开架式水下拖体，开架式水下拖曳体由控制舱、浮筒、舵机舱、可控舵板和支撑架组成，可在复杂的水下环境中，通过调整不同舵角，实现对水下拖曳体本身进行深度和姿态的控制。本发明的开架式水下拖曳体相比于仅有一对迫沉水翼的拖体，深度控制更加稳定，姿态控制效果更好。可作为水下自主航行器回收装置，采用坞站式回收，将水下自主航行器驶入拖体内部拖回水面。亦可作为搭载各种水下探测仪器的平台，提高水下探测精度和工作效率。
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公开(公告)号：CN112835107A
公开(公告)日：2021-05-25
申请号：CN202011614617.4
申请日：2020-12-31
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01V3/08
Abstract: 本发明属于海洋工程与技术领域，涉及一种海底缆线电磁探测系统及自主水下机器人装备。该系统包括两套三轴电磁探测传感器、一套双输入/单输出水密采集主机、一套水下组合导航定位单元和一套磁探测节点控制器。两套三轴电磁探测传感器采集获取海底缆线探测信号并传给水密采集主机。水密采集主机用于接收两套三轴电磁探测传感器采集的原始电磁信号，并输出至磁探测节点控制器。水下组合导航定位单元用于提供机器人的实时位置、姿态、速度信息。磁探测节点控制器用于根据原始电磁信号和机器人位置进行海底线缆定位。本发明所提供的海底缆线电磁探测用自主水下机器人方案为通用设计方案，可为海底缆线电磁探测装备的总体设计和实施提供指导。
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公开(公告)号：CN110726573B
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN201910901606.5
申请日：2019-09-24
Applicant: 中国舰船研究设计中心 , 华中科技大学
IPC: G01M99/00
Abstract: 本发明公开了一种模拟船舶横纵摇运动的投放装置，投放装置由悬挂梁、倾斜固定轨道、纵摇机构、横摇机构、液压系统、控制系统、模拟船体组成，悬挂梁由方管、槽钢制作，采用夹板、螺栓、拉杆结构与行车连接；横摇机构可通过横摇液压缸实现投放装置横摇角度的调整，纵摇机构可通过纵摇电机、减速机、偏心轴实现投放装置纵摇角度的调整；横摇液压缸由接近开关控制，其中接近开关的位置可调整，从而调整投放装置模拟横摇角度范围。本发明有益效果：试验结果更加全面，效率更高；通用性强。
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公开(公告)号：CN118244755B
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202410272445.9
申请日：2024-03-11
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/43
Abstract: 本申请公开了一种基于声呐成像的水下航行器对接控制方法及装置，属于航行器自动控制技术领域。本申请将水下航行器对接控制分解为深度跟踪控制与水平面对接控制，设计对应的强化学习代价函数训练基于深度网络的深度跟踪控制器和伺服对接控制器，设计非线性权重平衡代价函数中的位置误差与视场角，通过强化学习使控制器习得优化控制策略，快速消除位置误差并在成像声呐视场中保持回收装置特征。本申请能有效避免由于目标特征丢失导致的对接失败，提高对接成功率。
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