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公开(公告)号：CN120029329A
公开(公告)日：2025-05-23
申请号：CN202510185731.6
申请日：2025-02-20
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开了基于预定性能自适应快速积分滑模的UUV轨迹跟踪控制方法，属于水下机器人控制技术领域，包括以下步骤：给定UUV初始状态和期望轨迹；将基于频率分析的海流运动模型引入UUV的运动学和动力学模型；设计虚拟参考速度和实际参考速度构建得到速度误差；通过预定性能函数对构建后的速度误差进行性能约束；设计自适应连续快速积分滑模控制动态控制器驱动UUV完成有限时间速度跟踪。本发明在全面考虑自主水下机器人轨迹跟踪控制中速度和电机性能约束、内部模型不确定性和洋流引起的外部扰动前提下，实现了跟踪误差快速准确收敛。
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公开(公告)号：CN119398427A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411497516.1
申请日：2024-10-25
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明提供了一种通信受限场景中多AUV系统的任务分配方法，属于AUV技术领域，包括以下步骤，S1、建立马尔可夫决策模型；S2、利用线性回归算法设计策略估计模块；S3、根据步骤S2的策略估计模块设计指导协作的奖励函数；S4、包括以下步骤，改进分布式多AUV系统的DQN算法。本发明利用策略估计模块对每个AUV实时的策略进行估计，从而实现了无通信状态下AUV间的信息互换，以此完成了多AUV系统高效协作地访问任务目标，极大程度上提高了整体的效率及性能。
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公开(公告)号：CN114895246B
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202210315177.5
申请日：2022-03-28
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开了一种基于两步卡尔曼滤波的非视距水下航行器定位方法，该方法首先利用第一步卡尔曼滤波对测量值进行状态预测并利用卡尔曼滤波新息去识别当前测量值是否受到非视距（NLOS）误差干扰，如测量值不受NLOS误差干扰则继续第一步卡尔曼滤波得到状态估计；对于受到NLOS误差干扰的测量值，利用第一步卡尔曼滤波的预测结果对NLOS误差进行估计，然后对NLOS误差估计值进行第二步卡尔曼滤波并将滤波结果带入第一步卡尔曼滤波更新步进行状态估计；最后使用CHAN氏算法进行位置求解；本发明不需要NLOS误差的先验统计知识即可对连续NLOS误差进行实时消除，能够明显提高水下环境中水下航行器的定位精度。
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公开(公告)号：CN118533178A
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202410595707.5
申请日：2024-05-14
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开了一种基于联邦卡尔曼滤波的多传感器融合定位方法，属于水下机器人定位技术领域，包括：利用改进的卡尔曼滤波（ROKF）处理传感器采集的数据；建立惯导（IMU）、多普勒计程仪（DVL）、深度计（PS）误差模型；构建IMU/DVL速度、IMU/PS深度子滤波器，列写状态方程和量测方程；卡尔曼滤波处理子滤波器，解算位置；子滤波器得到的值作为输入，在主滤波器中进行融合，得到最优解。本发明通过利用联邦卡尔曼滤波，互补各传感器缺点，利用数据融合，实现高精度、长时间、独立性强的水下定位系统。
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公开(公告)号：CN114500191B
公开(公告)日：2023-08-15
申请号：CN202210179209.3
申请日：2022-02-25
Applicant: 燕山大学
IPC: H04L25/02 , H04B13/02 , H04B7/0456
Abstract: 本发明公开了一种基于改进YOLO网络的MIMO‑OFDM水声信道估计方法，包括生成上行导频稀疏幅值图像；标注图像并根据标注框得到合适的先验框，修改原有YOLOv4网络与策略并训练；时分双工系统下，水下接收机发送导频信号到UWA浮标站；浮标站对收到的信号进行域转换并生成稀疏图像，利用改进后的YOLOv4网络提取上行链路信道参数，并根据信道模型合成信道矩阵；UWA浮标站根据海洋流速传感器的监测结果调整估计频率，并在下行链路将信道参数发送给水下接收机；接收机端利用信道参数重构出下行信道矩阵以高效实现信道均衡、译码等后续操作，并根据信道估计频率调整下一次发送上行导频的时间，能够实现高质量水声通信。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112215465B
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202010923393.9
申请日：2020-09-04
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开的一种基于拍卖模型的分布式鲁棒异构多AUV任务分配方法，首先，建立了异构多AUV任务分配分布式拍卖模型，包括拍卖商的优化模型以及AUV的优化模型。其次，针对现有拍卖算法没有充分考虑到拍卖商的利益，不符合市场规律的问题，引入任务奖励反馈机制，拍卖商通过自适应的调整任务奖励，最终达到在保证AUV效用的同时，有效降低拍卖商成本的目的，促进了拍卖商参与拍卖；最后，针对水下洋流对任务分配模型产生的不确定性因素，提出了一种鲁棒优化算法对抗不确定因素，提高了多AUV任务分配系统应对复杂水下环境的能力。
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公开(公告)号：CN108809881B
公开(公告)日：2021-07-20
申请号：CN201810410315.1
申请日：2018-05-02
Applicant: 燕山大学
Abstract: 一种基于改进的EXP3算法水下自适应OFDM通信方法，基于MAB理论，建立自适应OFDM通信系统决策模型；运用正交试验方法，根据需调参数及其水平与数据传输速率的关系，选择正交表，完成正交试验；采用极差分析法处理数据，判断每个参数以及同一参数的不同水平对于数据传输速率的影响程度，删除部分不重要的水平，完成对参数组合的初筛；学习执行器根据评价器的建议随机选择调制参数，相应的回值将回馈至学习执行器与评价器，在评价器中进行回值估计和权重更新；评价器依照平衡“探索与利用”的原则更新策略选择概率函数；判断当前操作次数加1后是否超过预设的总操作次数，如果判定没超过则学习执行器继续做决策，否则结束算法，最终实现网络吞吐量的最大化。
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公开(公告)号：CN112235845A
公开(公告)日：2021-01-15
申请号：CN202010991598.0
申请日：2020-09-18
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明提供了一种应用于水声传感器网络的地理路由协议方法，每个节点获取邻居节点信息，计算平均期望转发次数，用于划分路由转发区域；每个中继节点根据节点度和丢包率的大小，将通信范围内的区域分为低丢包率区域，高丢包率区域和非转发区域，位于低丢包率区域的节点采用机会路由转发策略，位于高丢包率区域的节点采用泛洪转发策略，位于非转发区域的节点不参与转发数据包。本发明综合了机会路由转发策略和定向泛洪转发策略的优点，相比其他水声传感器网络路由协议，可明显减少能量消耗，降低丢包率和端对端延迟。
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公开(公告)号：CN112218290A
公开(公告)日：2021-01-12
申请号：CN202010988247.4
申请日：2020-09-18
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明涉及AUVs协同控制技术领域，尤其涉及一种基于能量感知区块链的多AUVs协同控制系统，包括如下步骤：步骤1，母舰将交易事务传输给领导者，领导者生成加密的区块；步骤2，利用共识算法该区块被同步至系统中的其他节点，并更新控制命令与密钥信息；步骤3，改进的共识算法中，当跟随者未收到来自领导者的消息，且剩余能量大于阈值时，其成为候选者，并发起投票请求；步骤4，当该跟随者剩余能量小于阈值时，其成为落选者，并计算与传送新的能量阈值；步骤5，各节点计算在一轮选举过程中能耗情况及剩余能量。本发明采用不断更新所需密钥，提高了AUVs与母舰之间通信的安全性，极大延长了网络的工作时间与提高AUVs的能量利用率。
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公开(公告)号：CN112215465A
公开(公告)日：2021-01-12
申请号：CN202010923393.9
申请日：2020-09-04
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开的一种基于拍卖模型的分布式鲁棒异构多AUV任务分配方法，首先，建立了异构多AUV任务分配分布式拍卖模型，包括拍卖商的优化模型以及AUV的优化模型。其次，针对现有拍卖算法没有充分考虑到拍卖商的利益，不符合市场规律的问题，引入任务奖励反馈机制，拍卖商通过自适应的调整任务奖励，最终达到在保证AUV效用的同时，有效降低拍卖商成本的目的，促进了拍卖商参与拍卖；最后，针对水下洋流对任务分配模型产生的不确定性因素，提出了一种鲁棒优化算法对抗不确定因素，提高了多AUV任务分配系统应对复杂水下环境的能力。
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