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公开(公告)号：CN110057383A
公开(公告)日：2019-07-26
申请号：CN201910365817.1
申请日：2019-05-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明涉及一种AUV推位导航系统杆臂误差标校方法，属于水下航行器领域。针对AUV推位导航系统中因多普勒测速声纳(DVL,Doppler Velocity Log)未与航姿参考系统(AHRS,Attitude and Heading Reference System)一起安装在AUV质心而产生的杆臂误差进行标校，构建了适用于卡尔曼滤波算法的误差标校模型，提出采用简单易行的回旋运动方式辨识杆臂长度。无需AHRS提供垂荡信息，降低了对惯性基导航设备的要求，方案普适性好，适用于解决各种类型的AUV的杆臂长度辨识问题，通过对AUV推位导航系统中的杆臂误差的补偿，可有效提高AUV推位导航系统的定位精度；同时方案可直接求取，不要求DVL、AHRS与质心(或浮心)位于同一直线上，即无论AUV的质心(浮心)在什么位置，都可以直接得到相应的杆臂长度，应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN109782773A
公开(公告)日：2019-05-21
申请号：CN201910186081.1
申请日：2019-03-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提出了一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，属于操纵性模型参数估计技术领域，适用于舰船或波浪滑翔器。该方法首先设置参数向量P与状态向量Y，且满足PTY＝r，r为转艏角速度；之后设置准则函数为当前时刻P的估算值，为上一时刻P的估计值，μ为权重系数；然后对准则函数J关于求极小值，加入步长因子λ，递推修正 λ为步长因子；最后不断重复上一步骤，直至收到估计过程结束指令。本发明提出的适用于舰船及波浪滑翔器的一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，能够在舰船航行过程中实时修正参数向量，获取实时变化的舰船或波浪滑翔器的操纵性参数，相比已有技术在快速性、便利性等方面具有显著优势，具有较好的发展前景。
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公开(公告)号：CN106842209B
公开(公告)日：2019-04-23
申请号：CN201710054066.2
申请日：2017-01-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种多机器人协同水下地形匹配导航系统及方法，包括负责采集数据的机器人1…机器人I…机器人N和主机器人共N+1个机器人；保持多水下机器人(AUV)编队运行，采集多波束声纳数据，记录机器人相对位置信息，结合二者给出待匹配地形。利用概率相关的方法确定与之匹配的地形，进而结合机器人相对位置信息确定水下机器人所在的精确位置。本发明无需GPS、声学基阵的辅助，依靠自身传感器信号与相互通信，进行计算给出精确位置，完成导航。本发明可应用于多水下机器人协同地形匹配导航，且具有较高的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN109444911A
公开(公告)日：2019-03-08
申请号：CN201811217208.3
申请日：2018-10-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于智能无人智慧船舶领域，具体涉及一种单目相机和激光雷达信息融合的无人艇水面目标检测识别与定位方法。针对无人艇对水面目标检测识别及定位受距离、目标波动的影响，本发明融合激光雷达和相机对感知范围内的目标进行准确检测识别及定位。首先利用采集到的水面目标图像训练基于神经网络的目标检测识别模型；然后激光雷达使用条件移除滤波器和欧氏聚类得到水面目标在世界坐标系下的位置；最后，设计了相机图片信息和激光雷达点云信息融合方法，使其对不确定性因素具有较高的鲁棒性。本发明能够使无人艇具备对水面目标准确检测识别定位的能力，为无人艇的目标跟踪，路径规划和自主航行提供良好的环境感知，应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN109116727A
公开(公告)日：2019-01-01
申请号：CN201811031880.3
申请日：2018-09-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明属于海洋运载器运动控制领域，具体涉及一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法；包括向海洋运载器下达期望航速指令即y*(k)；通过传感器测得海洋运载器当前的实际航速y(k)，并计算航速误差e(k)；若|e(k)|小于预先设定的误差阈值e0，则认为海洋运载器航速收敛到期望航速，否则将e(k)作为基于低通滤波器的PID_FO_FFDL_MFAC算法的输入，并由该控制器解算出当前时刻的期望指令u(k)，海洋运载器推进机构即螺旋桨或喷水推进等模式执行期望指令，海洋运载器航速发生改变；通过海洋运载器上搭载的传感器测得此刻海洋运载器的实际航速，本发明通过引入低通滤波器降低了微分项的引入对系统性能的不利影响，从而使得海洋运载器航速能够快速稳定收敛到期望航速。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108871351A
公开(公告)日：2018-11-23
申请号：CN201810870169.0
申请日：2018-08-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C21/30 , G01C21/32 , G06Q10/047
Abstract: 本发明公开了一种AUV海底地形匹配的动态路径规划方法，属于水下航行器导航技术领域。包括环境建模，离线路径规划和在线路径重规划。环境模型通过地形信息和地形来源置信度构建，其中地形特征用地形标准差表示。离线路径规划基于快速搜索随机树算法，改进选择新节点和父节点算法，通过轮盘赌和马氏距离来处理地形信息，以避免低地形信息区域。在AUV沿着离线路径航行，检测到地形信息改变时，在线重规划通过判断地形改变，寻找局部导航最优节点和重优化全局路径等方法实现了对地形变化的判断并保证了导航精度。本发明适用于长航程、高精度的AUV路径规划，特别是当地形信息改变时，通过实时修改路径以保证导航精度和路径距离。
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公开(公告)号：CN108717263A
公开(公告)日：2018-10-30
申请号：CN201810508958.X
申请日：2018-05-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种波浪滑翔器多体艏向融合的无模型自适应航向控制方法，将波浪滑翔器航向控制系统的输出定义为浮体航向角速度、潜体转艏角速度、浮体航向角和潜体艏向角的函数，通过多体艏摇运动信息融合提高波浪滑翔器航向控制能力，同时满足无模型自适应控制理论对受控系统“拟线性”假设条件的要求；计算波浪滑翔器航向控制系统的期望输出与实际输出的误差，作为MFAC控制器的输入，解算出控制系统期望输入；期望输入指令下达到操纵机构，进而控制波浪滑翔器的系统航向。本发明借助MFAC理论独特的自适应性及在线数据驱动优点，融合波浪滑翔器浮体和潜体的艏摇运动信息，能够有效控制波浪滑翔器的航向，并具有较强的自适应性。
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公开(公告)号：CN108520089A
公开(公告)日：2018-09-11
申请号：CN201810165097.X
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 柔性连接的波浪滑翔器运动预测方法，具体步骤如下：(1)获取舵角信息(2)计算潜体受到的作用力(3)计算潜体受到的柔链拉力；(4)判断潜体受到垂向柔链拉力的方向，若为竖直向上，则返回(2)，若为竖直向下或为零，则存储当前时刻状态信息作为(5)初始状态，进入(5)；(6)计算浮体与潜体的距离，若距离小于柔链长度，则返回(5)；若距离大于柔链长度，则存储当前时刻状态信息作为(1)初始状态，返回(1)；若距离等于柔链长度，则进入(7)；(7)判断浮体与潜体相对运动趋势，若为相互靠近或在二者连线方向相对静止，则返回(5)；若为相互远离，则存储当前时刻状态信息作为1)初始状态，返回(1)。
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公开(公告)号：CN108469731A
公开(公告)日：2018-08-31
申请号：CN201810165859.6
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
Abstract: 本发明公开了一种波浪滑翔器故障监测与鲁棒控制方法，属于波浪滑翔器控制领域，包含如下步骤：波浪滑翔器主控计算机在每个控制节拍读取一次各设备发送来的数据，并存储；主控计算机对n个控制节拍的数据进行分析，判别是否发生故障；主控计算机进行综合分析，判断波浪滑翔器系缆是否发生断裂；主控计算机针对波浪滑翔器的故障情况，根据鲁棒控制方法，对波浪滑翔器进行运动控制；利用无线电模块，将波浪滑翔器运行状态信息按通信协议反馈至母船，进入下一设备故障检测周期。本发明能够对波浪滑翔器所搭载的传感器等设备的工作状态进行故障检测，并能判断波浪滑翔器系缆是否发生断裂，利用鲁棒控制方法，提升了波浪滑翔器在设备故障时的生存能力。
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公开(公告)号：CN108460206A
公开(公告)日：2018-08-28
申请号：CN201810165098.4
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种波浪滑翔器运动预测方法，属于海洋航行器波浪滑翔器的动力学建模领域。本发明包括：建立坐标系，选取自由度；计算刚体质量矩阵与附加力；计算科氏力矩阵；计算惯性水动力矩阵；计算类科氏力矩阵；计算回复力矩阵；计算包含推力、舵力的控制力矩阵；计算包含粘性水动力，风浪流力的阻尼力矩阵；求解波浪滑翔器合力；合力与刚体质量矩阵的逆阵相乘，计算广义加速度；进行数值积分求解广义速度，并进一步求解姿态角以及波浪滑翔器在大地坐标系下的位置。本发明提供的波浪滑翔器运动预测方法，物理意义清晰，分析计算简单，能够有效反映波浪滑翔器的动力学特性，能够有效预测波浪滑翔器的运动状态。
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