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公开(公告)号：CN110471096A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910859648.7
申请日：2019-09-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下地震波检测飞行节点群体水下定位方法。本发明利用水面无人艇搭载水声通讯机发射水声信号辅助海底飞行节点群体定位。水面无人艇与所有的海底飞行节点通过高精度原子钟实现时钟同步；所有海底飞行节点上均接收水面无人艇所发射的水声信号并记录信号到达时间，进而计算出水声信号传递时间；单个海底飞行节点未接收到水声信号时通过自身携带的低成本惯性测量单元进行惯性导航，接收到水声信号后通过扩展Kalman滤波进行位置校准。本发明克服了传统长基线、超短基线群体定位效率低的问题，克服了固定式单信标定位范围有限的问题，满足了海底飞行节点群体大范围高效实时定位的需求。
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公开(公告)号：CN110794409B
公开(公告)日：2021-09-21
申请号：CN201911000339.0
申请日：2019-10-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。水下航行器在未接收到周期性水声信号时，通过自身配备的电子罗盘、深度计及读取自身的螺旋桨转速信息进行航位推算，并在接收到所搭载的多普勒测速仪测得的绝对速度观测后，构造海流速度观测量并通过Kalman滤波进行海流速度校正；水下航行器接收到水声信号后，考虑水下声速的未知性，将未知有效声速建模为Student’s t分布，基于扩展Kalman滤波算法及变分贝叶斯近似，以水声信号传递时间为观测变量，进行水下航行器的位置更新。相比于基于已知定常有效声速以及基于声速不确定性满足Gauss分布的水下单信标定位方法，本发明可以获得更加理想的定位性能，增强水下单信标定位系统的实际应用能力。
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公开(公告)号：CN113098443A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110357236.0
申请日：2021-04-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H03H21/00
Abstract: 本发明涉及一种无迹Kalman滤波方法。一种交互式多调制因子无迹Kalman滤波方法，设定N个无迹Kalman滤波的调制因子及各调制因子之间的转移概率，设定N个初始状态高斯分布的均值、方差矩阵及权重；对于每一个时间历元，假设上一个时间历元的状态后验分布为N个Gauss分布的加权混合，执行如下步骤：计算上一时间历元观测已知情况下的混合概率密度；将每一个调制因子对应的上一时间历元后验概率密度混合为单个的Gauss分布，计算对应的均值与方差矩阵；得到每一个调制因子当前时间历元的后验Gauss分布以及对应的似然概率密度；计算当前时间历元每一个调制因子的权重；计算得到当前时间历元的后验状态估计及方差矩阵。本发明对于非线性状态估计问题有更好的估计性能。
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公开(公告)号：CN113093092A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110358029.7
申请日：2021-04-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种单信标定位方法，首先建立运动学模型及观测模型；将位置状态及参数状态先验分布建模为Student’s t分布与高斯分布；将海流观测噪声与水声信号传递时间观测噪声建模为Student’s t分布；将所有的高斯分布与Student’s t分布的方差矩阵、尺度矩阵和自由度参数看作随机变量，先验分布建模为其对应的共轭先验；将所有的Student’s t分布分解为分层高斯的形式。每一个时间历元采用序贯更新的方式：得到位置状态的预测值；得到参数状态的预测值；对噪声参数的超参数进行预测；进行海流速度观测相关变量的更新；进行水声信号传递时间相关变量的更新。本发明可以同时处理实际水下单信标定位系统当中常见的观测野值以及噪声统计参数的时变未知性。
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公开(公告)号：CN110794409A
公开(公告)日：2020-02-14
申请号：CN201911000339.0
申请日：2019-10-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。水下航行器在未接收到周期性水声信号时，通过自身配备的电子罗盘、深度计及读取自身的螺旋桨转速信息进行航位推算，并在接收到所搭载的多普勒测速仪测得的绝对速度观测后，构造海流速度观测量并通过Kalman滤波进行海流速度校正；水下航行器接收到水声信号后，考虑水下声速的未知性，将未知有效声速建模为Student’s t分布，基于扩展Kalman滤波算法及变分贝叶斯近似，以水声信号传递时间为观测变量，进行水下航行器的位置更新。相比于基于已知定常有效声速以及基于声速不确定性满足Gauss分布的水下单信标定位方法，本发明可以获得更加理想的定位性能，增强水下单信标定位系统的实际应用能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110779519A
公开(公告)日：2020-02-11
申请号：CN201911129169.6
申请日：2019-11-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。一种具有全局收敛性的水下航行器单信标定位方法，水下航行器搭载有水听器、多普勒测速仪、深度计、姿态航向参考系统及GPS；水声信标周期性广播水声信号；本发明通过状态增广，将离散状态的非线性单信标定位模型转化为线性时变模型；在获得的随体坐标系下水下航行器与水相对速度以及航行器姿态航向时，进行Kalman滤波预测；在获得海流速度观测、深度计观测、水声信号传递时间时，分别通过Kalman滤波进行海流速度、深度、水声信号传递时间更新。在满足定位模型可观测的前提下，本方法具有全局指数收敛性。
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公开(公告)号：CN110779518A
公开(公告)日：2020-02-11
申请号：CN201911128029.7
申请日：2019-11-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。一种具有全局收敛性的水下航行器单信标定位方法，水下航行器搭载有水听器、多普勒测速仪、深度计、姿态航向参考系统及GPS；水声信标周期性广播水声信号；本发明通过状态增广，将离散状态的非线性单信标定位模型转化为线性时变模型；在未接收到水声信号时，通过水下航行器自身搭载设备获得水下航行器与水相对速度与姿态进行航位推算；接收到水声信号后，通过已知的水声信号发射时间获得水声信号传递时间，将其作为观测变量，同时综合航位推算数据以及各种传感器观测数据，基于Kalman滤波进行单信标定位的预测及更新。在满足定位模型可观测的前提下，本方法具有全局指数收敛性。
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公开(公告)号：CN110749891A
公开(公告)日：2020-02-04
申请号：CN201910999922.0
申请日：2019-10-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。水下航行器未接收到周期性水声信号时，通过配备的电子罗盘、深度计及读取螺旋桨转速进行航位推算，在接收到多普勒测速仪测得的绝对速度观测后构造海流速度观测量并通过Kalman滤波进行海流速度校正；水下航行器接收到水声信号后，考虑水下声速的未知性及声速不确定性噪声参数的未知性，将未知水声声速建模为均值及方差均未知的Gauss分布，基于扩展Kalman滤波及变分贝叶斯近似，以水声信号传递时间为观测变量，进行水下航行器的位置更新。相比于基于声速不确定性统计参数完全已知的水下单信标定位方法，本发明所提出方法可以更好的跟踪水声声速变化的趋势，进而得到更好的定位结果。
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公开(公告)号：CN110646783A
公开(公告)日：2020-01-03
申请号：CN201910939017.6
申请日：2019-09-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的定位方法。水声信标周期性广播水声信号；水下航行器在未接收到水声信号时，通过自身配备的电子罗盘、深度计以及读取自身的螺旋桨转速信息进行航位推算，并在接收到所搭载的多普勒测速仪测得的的绝对速度观测后，构造海流速度观测量并通过Kalman滤波进行海流速度校正；水下航行器接收到水声信号后，考虑水下声速的未知性、水声信标位置误差及水声信号收发端的时钟漂移，以此基于扩展Kalman滤波算法及期望最大化算法，以水声信号传递时间为观测变量，进行水下航行器的位置更新。本发明可以保证水下航行器在存在时钟漂移、信标位置及声速设置误差的情况下仍然得到理想的定位性能。
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公开(公告)号：CN108945358B
公开(公告)日：2019-12-31
申请号：CN201810754686.1
申请日：2018-07-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种多足机器人水下全液压驱动方法，所述多足机器人包括底盘，上壳，压力感应装置，控制系统，电池组，柔性油囊，油箱，油泵，油管，电磁阀，油缸，机械足。本发明适用于两栖机器人，巧妙地利用了航行时浮力的变化，将航行器的浮力变换转换为上升驱动力，从而降低能耗，实现了水下航行器的长时间水下航行。
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