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公开(公告)号：CN106842209A
公开(公告)日：2017-06-13
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：CN106767834A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710054012.6
申请日：2017-01-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供一种基于模糊熵值的AUV水下地形匹配适配区划分方法，一将先验地图划分为若干个栅格；二对每个栅格内的子地图求取其地形熵、地形差异熵、地形标准差；三确定通用于全局地图的地形熵和地形差异熵的权重关系，地形标准差和地形熵权重的隶属度函数和模糊规则；四在每个栅格内的子地图根据其地形标准差，地形熵和地形差异熵的权重关系，地形熵权重的隶属度函数和模糊规则求解该栅格内子地图的适配能力；五是根据上一步得到的子地图适配能力划分适配区域。本发明较为全面的考虑了不同地形下地形熵和地形差异熵对地形适配性影响的大小，能较好的反应某一区域的适配性程度。
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公开(公告)号：CN110207695B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN201910451093.2
申请日：2019-05-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种适用于深海AUV的无速度辅助单信标定位方法。对信标进行标定，确定信标的位置信息，并建立导航坐标系；AUV与信标通信，获得AUV与信标的距离信息，并使用超短基线定位系统标定AUV在导航坐标系下的初始位置信息；在AUV航行过程中，根据前一时刻的位置信息、AUV的航向信息和当前时刻获得的AUV与信标的距离信息、AUV的深度信息解算AUV当前时刻的位置信息；将当前时刻的位置信息和惯性导航系统的定位信息进行融合，得到AUV的定位信息。本发明只需要使用一个声学信标，不需要通过DVL获取AUV的速度信息同时也不要求AUV持续保持单一方向直线航行，满足全海深AUV的设备搭载及作业工况要求。
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公开(公告)号：CN108170976B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201810026410.1
申请日：2018-01-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/15
Abstract: 本发明提供一种水下潜艇动态回收AUV过程中的安全性分析方法，首先将潜艇回收AUV的过程分为返航段、平面调整段和入坞段，通过AUV、潜艇和坞站所搭载的传感器获取对接过程中AUV当前时刻的状态信息，选取相应的安全性评价指标与阈值数据库进行对比，根据安全判定决定AUV继续对接还是执行相应的安全性措施。本发明充分考虑水下回收中存在的海流干扰、几何约束、信号延迟、无直接通信、欠驱动等问题，选择实用、有效的安全评价指标，制定安全评估方案及安全性措施，在保证回收成功率的前提下有效的分析安全性问题，避免发生危险。
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公开(公告)号：CN107741744B
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN201711130259.8
申请日：2017-11-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供的是一种海洋观测平台的最优艏向控制方法。一：输入海洋观测平台的期望位置[xd yd]；二：将海洋观测平台的位置信息的导数作为扩张状态观测器的输入，判断海流力方向βe所属象限；三：根据步骤二得到的海流力方向象限进行圆心的选择；四：控制海洋观测平台绕所选圆心pρ以半径ρ运动之最优艏向位置，且要保证在运动过程中海洋观测平台的艏向始终正对所选圆心pρ。本发明的最优艏向控制方法可以使海上观测平台的动力定位可以使用尽量少的推进器，使观测平台以最小转艏角达到最优艏向，使控制更加简单高效且节约能源。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109263840B
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN201810869574.0
申请日：2018-08-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下机器人领域，具体涉及一种水下机器人大潜深下潜中推进器及主动故障诊断方法。该推进器由主体部分，下潜压载，上浮压载，控制计算机，惯导系统，深度计，水平方向上的左推进器，右推进器，提供垂直方向推力的前推进器和后推进器构成，本发明所述的主动故障诊断方法，可在水下机器人大潜深下潜过程中，尽早发现推进器存在的故障，及时回收维修，减少已经下潜至深海，而在执行作业任务过程中再发现故障，所造成的人力、物力损失；该方法，在下潜过程中，可及时发现垂向推进器存在的故障，减小水下机器人因推进器故障坐落海底的风险。
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公开(公告)号：CN106871901B
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201710062780.6
申请日：2017-01-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于地形特征匹配的水下地形匹配导航方法，处理先验地图，求出高度的梯度值，利用梯度的大小筛选出实际为较为陡峭的点作为特征点，将这些特征点的梯度进行霍夫变换得到特征的长度及位置，写入实际特征信息库。处理多波束声纳发回的数据，求出对应点的高度值，对其求梯度，将梯度的模长进行霍夫变换，得到样本特征的长度和与机器人的相对位置。利用这些特征的长度、对应深度等信息与之前构建的实际特征信息库进行匹配，得到与每一块特征区域所匹配的先验地图的区域。分别利用这些区域的相对位置信息得出水下机器人的位置，对这些位置进行分析得到机器人的精确位置。本发明可相对快速的地形匹配定位与导航任务。
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公开(公告)号：CN106767834B
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201710054012.6
申请日：2017-01-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供一种基于模糊熵值的AUV水下地形匹配适配区划分方法，一将先验地图划分为若干个栅格；二对每个栅格内的子地图求取其地形熵、地形差异熵、地形标准差；三确定通用于全局地图的地形熵和地形差异熵的权重关系，地形标准差和地形熵权重的隶属度函数和模糊规则；四在每个栅格内的子地图根据其地形标准差，地形熵和地形差异熵的权重关系，地形熵权重的隶属度函数和模糊规则求解该栅格内子地图的适配能力；五是根据上一步得到的子地图适配能力划分适配区域。本发明较为全面的考虑了不同地形下地形熵和地形差异熵对地形适配性影响的大小，能较好的反应某一区域的适配性程度。
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公开(公告)号：CN110220510A
公开(公告)日：2019-09-10
申请号：CN201910475350.6
申请日：2019-06-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/00
Abstract: 本发明公开一种考虑地图准确性的水下机器人海底地形匹配导航路径规划方法，属于水下机器人领域。本发明包括：建立环境模型，结合海底地形特征和地图数据准确程度两部分信息，依据Sigmoid函数将标准差信息非线性映射至[0，1]空间，形成归一化的海底地形特征图；实施H-RRT*算法进行路径求解，求解过程为迭代-采样-寻优的过程。路径规划方法能够充分利用已有信息，如海底地形特征和地图测量数据来源，作为影响水下机器人地形匹配导航性能的因素考虑在内；路径规划方法搜索性能强，可以实现超大地图下的路径搜索和寻优。
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公开(公告)号：CN110207695A
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201910451093.2
申请日：2019-05-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种适用于深海AUV的无速度辅助单信标定位方法。对信标进行标定，确定信标的位置信息，并建立导航坐标系；AUV与信标通信，获得AUV与信标的距离信息，并使用超短基线定位系统标定AUV在导航坐标系下的初始位置信息；在AUV航行过程中，根据前一时刻的位置信息、AUV的航向信息和当前时刻获得的AUV与信标的距离信息、AUV的深度信息解算AUV当前时刻的位置信息；将当前时刻的位置信息和惯性导航系统的定位信息进行融合，得到AUV的定位信息。本发明只需要使用一个声学信标，不需要通过DVL获取AUV的速度信息同时也不要求AUV持续保持单一方向直线航行，满足全海深AUV的设备搭载及作业工况要求。
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