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公开(公告)号：CN119885882A
公开(公告)日：2025-04-25
申请号：CN202411973765.3
申请日：2024-12-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/27 , G06T17/05 , G06F111/20 , G06F119/12
Abstract: 海洋机器人用多层跨尺度海洋环境场建模方法，涉及环境建模领域。本发明是为了解决海洋机器人在复杂、动态海洋环境中的环境场模型精度低的问题。本发明生成目标海域的栅格图，并通过国际天气预报模型获取包含海风、海浪、海流在内的环境场预测数据存入栅格区域；随后，利用环境感知模块采集当前及历史环境场观测数据。根据海洋机器人的自身特性，将环境场时空模型划分为大、中、小三类模型：利用环境场预测数据构建大尺度时空模型，基于大尺度模型进一步构建中尺度模型，结合观测数据生成小尺度模型。最后，通过小尺度模型的观测数据对中尺度模型的环境场数据进行更新。
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公开(公告)号：CN116859924B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202310823152.0
申请日：2023-07-06
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 面向目标围捕的模糊优先级零空间行为融合编队方法，属于多机器人编队控制领域。本发明解决了现有目标围捕的编队控制方法中行为的优先级一般设置成固定的方式，而行为的优先级划分难度大，强行划分导致任务的执行效率低的问题。本发明设计三个行为，首先获得当前时刻无人艇、障碍物与目标物的位置信息，进行误差计算得到三个行为的系数后，归一化至模糊论域，模糊推理得到当前时刻总行为优先级权重，根据当前时刻总行为优先级权重确定下一时刻各行为优先级。三个行为按当前行为的优先级进行融合得到当前时刻多艘无人艇的速度矢量矩阵，进行解算得到下一时刻各无人艇的期望速度与期望航向，对相应的无人艇的航速和航向进行控制。用于海上目标围捕。
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公开(公告)号：CN117270522B
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202310977887.9
申请日：2023-08-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于人工势场的双艇协同系统避障方法，涉及无人艇避障技术领域。本发明是为了解决无人艇避障方法还存在无法同时解决无人艇易与障碍物相撞、目标不可达、局部最小值的问题。本发明包括：将双无人艇队形的中心位置设置为虚拟领航者，并获取虚拟领航者信息；获取虚拟领航者所受合力F，虚拟领航者沿着F方向航行；判断虚拟领航者在当前位置是否陷入缺陷，若虚拟领航者陷入缺陷，则对虚拟领航者的航向进行调整；若虚拟领航者在当前位置没有陷入缺陷，则虚拟领航者沿着F方向航行；虚拟领航者前进至下一位置，更新虚拟领航者当前位置，根据更新后的虚拟领航者当前位置判断虚拟领航者是否到达目标点，若到达目标点则结束。本发明用于无人艇避障。
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公开(公告)号：CN117032204B
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202310817500.3
申请日：2023-07-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 面向海洋机器人护航的全局刚性图编队集结方法及系统，涉及多智能体协同控制技术领域。本发明是为了解决基于位置的编队集结控制方法存在集结策略不灵活、效率低的问题，而基于距离的编队控制方法没有考虑追踪目标的问题。本发明引入虚拟领航者的编队控制思想，使得海洋机器人编队中心与护航目标保持位置一致。设计了可在线计算的基于距离信息的编队集结控制器，使得海洋机器人护航编队可以快速灵活、安全、高效地集结成护航编队队形，满足海洋机器人护航编队集结阶段的任务需求。
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公开(公告)号：CN117519184A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311602503.1
申请日：2023-11-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 时变风场下风能驱动机器人局部路径规划方法及系统，具体涉及风能驱动机器人局部路径规划方法及系统。本发明的目的是为了解决现有风能驱动机器人如何在时变风场中航行，避开未知障碍物的问题。过程为：一：建立禁航区直方图；逆风航行时，建立逆风换舷直方图；二：当探测到障碍物时建立障碍物直方图；当风能驱动机器人避障时，考虑风能驱动机器人的航行约束，生成障碍物航行约束直方图；三：将禁航区直方图、逆风换舷直方图和障碍物直方图叠加得到合直方图，剔除不可航行方向，结合风能驱动机器人航速，根据风能驱动机器人航行方向寻优公式解算风能驱动机器人最佳航行方向，完成风能驱动机器人的局部路径规划。本发明属于海洋机器人技术领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116929372A
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202310949793.0
申请日：2023-07-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 基于多能源捕耗建模的海洋机器人路径规划方法及系统，涉及海洋机器人自主控制技术领域。本发明是为了解决现有海洋能驱动机器人的路径规划方法，考虑因素不全面，从而导致路径规划精度低、续航能力差，难以满足实际需求的问题。本发明利用栅格法，结合海洋环境预报数据建立海流、海风、太阳辐射和大气云层的栅格海洋环境模型，提出动态海洋环境下能源最优全局路径规划方法，使路径规划更精确，海洋能驱动机器人具有更好的续航力。
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公开(公告)号：CN113885490B
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN202110880631.7
申请日：2021-08-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明的基于柔性物理连接的双无人艇编队控制方法涉及无人艇的多艇协同控制领域，目的是为了克服因此现有的控制方法无法针对具有现实物理约束的多个无人艇进行控制的问题，方法具体步骤如下：步骤一、计算得到虚拟领航者的当前位置；步骤二、计算得到虚拟领航者下一时刻的期望艏向和期望航速，以及虚拟领航者的期望位置；步骤三、确定双无人艇的期望间距的范围；并在考虑双无人艇艏向差的前提下，计算获得双无人艇下一时刻各自的期望位置，以及双无人艇下一时刻各自的期望艏向和期望航速；步骤四、令两个无人艇均在下一时刻到达新的当前位置；步骤五、判断虚拟领航者新的当前位置是否位于目标位置的预设范围内；否则，返回并执行步骤一～步骤五。
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公开(公告)号：CN115690568A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211380792.0
申请日：2022-11-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06V20/05 , G06V10/774 , G06V10/82 , G06N3/045 , G06N3/08
Abstract: 本发明涉及一种基于增量学习的无人艇目标检测方法，首先构建初始类别数据集；构建教师网络模型，并使用初始类别数据集对教师网络模型进行训练，对初始类别海面目标的检测；构建新类别数据集；构建学生网络模型，学生网络与教师网络的整体结构相同，根据新类别目标数量增加相应的分类子网络；在教师网络和学生网络之间构建蒸馏损失函数；在新类别海面目标数据集上训练增量目标检测网络，是损失函数达到收敛，并保存训练好的模型参数；在无人艇平台上部署训练好的模型，对目标进行检测；增加新类别的检测目标时，重复执行步骤三至步骤七。本发明构建了一个可以连续学习的目标检测器，可以使无人艇快速具备识别新类别海面目标的能力。
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公开(公告)号：CN115649359A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211120164.9
申请日：2022-09-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提出了一种基于无人艇的中继器布放回收装置及方法，属于水下机器人布放回收领域。它包括龙门架、地轨滑车、铠装缆、绞车和中继器，所述中继器与水下机器人一同进行布放和回收，所述龙门架设置在地轨滑车的上方，所述龙门架包括上横梁、止转横梁、侧立柱、止转导轨和导向轮，所述上横梁与导向轮相连，所述上横梁两侧分别连接两个侧立柱，所述止转横梁两侧通过止转导轨与两个侧立柱的内侧相连，所述铠装缆设置在导向轮上，所述铠装缆与中继器和水下机器人相连，所述绞车与铠装缆相连。它主要用于中继器布放和回收。
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公开(公告)号：CN115421492A
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202211125288.6
申请日：2022-09-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开一种水面无人艇集群巡逻任务分配方法。USV集群接收巡逻任务点；求解所有目标点的中心点；求取出发点T0与所有巡逻点Ti的连线夹角θi；根据角度均分的规则，将目标点按照USV的数量进行均分分组；通过改进遗传算法求解TSP的方式，进行迭代求解；得到每艘USV求解n组任务目标的解决方案，通过投票竞优的方式选出最优方案，作为集群初始巡逻方案；每艘USV巡航过程中，通过计算自身下个目标点的航行成本，轮询周边USV的航行成本，若出现临近USV航行成本低于自身成本的情况，则将该目标点的任务交易给成本低的一方，自身重新规划剩余任务路线；即通过上述方法完成航行路径的二次优化，所有USV均按此方法轮询其它艇，直到所有巡逻任务完成。用以解决很难在短时间通过线性规划等精确计算方式得到任务分配的最优方法的问题。
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