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公开(公告)号：CN103592854A
公开(公告)日：2014-02-19
申请号：CN201310563459.8
申请日：2013-11-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明涉及一种面向观探测任务的水下无人航行器观测任务的同步虚拟推演装置。一种水下无人航行器观测任务的同步虚拟推演装置，包括水面监控计算机1、多路通信设备2、虚拟航行器系统任务管理计算机3、虚拟航行器系统运动控制计算机4、虚拟显示计算机5、外部测量定位装置6、真实航行器系统7、虚拟航行器系统8.本发明能够准确同步预测航行器在执行任务时的位置和姿态，并实时显示出航行器的航行轨迹，避免因水下通信阻碍造成的不可人为监控状态下的危险性动作，为试验人员和使用者提供一个可视化的估计手段，对提高水下无人航行器的安全性和可靠性水平具有重要意义。
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公开(公告)号：CN117872768A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202410067820.6
申请日：2024-01-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于多UUV系统的牵制包容控制方法，具体包括以下步骤：S1、获取水下无人航行器UUV集群，并构建每个UUV的运动学模型和动力学模型；S2、采集所述UUV集群的领航器状态信息，并进行初始化；S3、设置虚拟参考点，并根据所述UUV集群设计控制协议，所述控制协议包括牵制控制协议和包容控制协议；S4、利用所述领航器状态信息以及所述运动学模型和动力学模型，设计路径跟踪控制器；S5、根据所述控制协议和所述路径跟踪控制器完成单个UUV的路径跟踪，获取期望编队并保持队形航行到目标区域，实现基于多UUV系统的牵制包容控制。
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公开(公告)号：CN117193311A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311275007.X
申请日：2023-09-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种仿生鱼式机器人目标跟踪控制方法，它属于机器人与智能控制技术领域。本发明解决了现有技术无法对仿生鱼式机器人进行动态目标跟踪的问题。本发明采取的技术方案为：步骤一、利用安装在仿生鱼式机器人内部的惯性导航元件获得仿生鱼式机器人的艏向角，利用安装在仿生鱼式机器人艏部的双目相机获得跟踪目标的位置，再根据跟踪目标位置获得目标艏向角；步骤二、根据仿生鱼式机器人艏向角和目标艏向角建立误差方程，再根据误差方程建立状态方程，并根据状态方程设计非奇异的全局快速终端滑模控制器；步骤三、利用非奇异的全局快速终端滑模控制器对仿生鱼式机器人进行控制，以实现目标跟踪。本发明方法可以应用于目标跟踪控制。
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公开(公告)号：CN113433955B
公开(公告)日：2023-01-17
申请号：CN202110780170.6
申请日：2021-07-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 有向切换拓扑下多AUV编队队形一致性控制方法，它属于多自主式水下航行器的协调控制技术领域。本发明解决了在随机切换拓扑和编队队形变换时，现有控制方法的鲁棒性和稳定性差的问题。本发明在有向切换拓扑和变换编队队形情况下，通过反馈线性化方法将AUV运动学模型和动力学模型转化为二阶积分器形式，并在控制算法中加入水下航行器之间的相对位置信息和速度阻尼器，形成编队队形控制律。多AUV编队收敛速度提高，可以形成稳定的编队队形的速度更快，在切换拓扑和队形变换的情况下，控制器可以保持很好的稳定性和鲁棒性，多AUV系统可以收敛到期望位置。本发明可以应用于对多自主式水下航行器的协调控制。
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公开(公告)号：CN115454107A
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202211100761.5
申请日：2022-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 一种近海巡检型AUV的路径规划方法，涉及自主水下航行器AUV的路径规划领域。本发明是为了解决现有的近海巡检AUV的路径规划方法还存在计算开销大、极易陷入局部最小值而导致的无法在存在复杂动态且较大障碍物的近海环境完成路径规划的问题。本发明包括：步骤一、初始化地图空间V，随机树空间T，拓展步长l，AUV运动学参数，自适应子目标点选取阈值k，设置起始点xrand，终点xgoal；步骤二、利用步骤一初始化后的参数值采用RRT算法获得规划好的全局路径；步骤三、以AUV运动学参数为约束采用DWA算法对步骤二获得的规划好的全局路径进行处理，使AUV巡检路径在符合运动学约束的同时实现动态避障。本发明用于对巡检AUV进行路径规划。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110647161B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN201910975409.8
申请日：2019-10-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于状态预测补偿的欠驱动UUV水平面轨迹跟踪控制方法。步骤1:UUV根据当前任务获取位置、姿态信息；步骤2:利用欠驱动UUV的数学模型得出运动坐标下的位置、姿态误差变量；步骤3:通过镇定位姿误差变量，计算虚拟控制律；步骤4:根据UUV的运动学和动力学模型分别构造位姿状态预测器和速度状态预测器；步骤5:根据预测的状态信息构造UUV实际轨迹跟踪控制律。本发明的方法可以在欠驱动UUV执行机构存在时间延迟的情况下，利用本发明所提出的方法设计的UUV轨迹跟踪控制器作用下的UUV，可以实现对平面轨迹的精确跟踪，所设计的控制器更加符合工程实际的要求。
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公开(公告)号：CN110308734B
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN201910559841.9
申请日：2019-06-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种水下机器人航态调节液舱系统及水下机器人和控制方法。航态调节液舱系统包括液舱外壳，在液舱外壳底部设置截面为半环形的载液舱，载液舱的两个上端面处分别设置左边舱气阀与右边舱气阀，载液舱的底部设置通海阀，两边舱气阀之间设置两只并联的控制气路，一只控制气路与高压气瓶相连、另一只与外界相连通，载液舱内装液体且形成可压缩气体的气室，载液舱的两个上端面之间由液舱顶部气体通道相连通，液舱顶部气体通道上设置气道控制阀。水下机器人包括单液舱方案和双液舱方案。控制方法包括近水面浮态控制和姿态控制。本发明具备较强的运动姿态稳定能力，较高精度浮态控制能力，较强的环境自适应能力。
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公开(公告)号：CN114248874A
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN202111625194.0
申请日：2021-12-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种水下无人航行器的水下布放回收装置和方法。针对现有AUV布放回收装置和方法在布放回收过程中存在安全性差、隐蔽性低等问题提出的，包括:AUV控制台、双层滑道、AUV布放回收舱、光学导引装置、声学导引装置、注排水装置等。本发明提供的水下布放回收装置和方法具有以下优点：1、在高海情情况下，布放回收舱可以沿着预设的滑道方向平稳的移动，可以避免AUV在布放回收过程中与其它航行设备发生碰撞，有效保障了航行安全；2、布放回收装置安装在AUV母船坞舱内，使得AUV的布放回收过程更加隐蔽；3、AUV布放回收舱下放深度可控，有效减少高海情对AUV布放回收的影响。
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公开(公告)号：CN109870914B
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN201910194198.4
申请日：2019-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于海洋浮标领域，具体涉及一种机动浮标在随机海浪干扰下的自守卫控制方法。包括机动浮标自守卫航行时的海浪方向估计、考虑波浪增阻问题的能量最优航路规划。海浪方向估计是在线实时预测机动浮标在自守卫区域内的浪向角，进而得到机动浮标自守卫航行时与海浪的遭遇角；在机动浮标自守卫区域内设置虚拟节点，采用A*算法对机动浮标进行能量最优航路规划；根据机动浮标所受到的波浪增阻与遭遇角之间的函数关系，将机动浮标在规划的航路上航行时的能量损耗作为目标函数，使得机动浮标在规划的航路上航行时的能量损耗最低。本发明可以有效地降低机动浮标在波浪增阻干扰下自守卫航行时的能量损耗，提高机动浮标的航行效率，应用前景广泛。
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公开(公告)号：CN107273903B
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN201710362932.4
申请日：2017-05-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06K9/46
Abstract: 本发明提供的是一种基于LSD改进的UUV近海面可见光图像海天线提取方法。获取近海面可见光图像，转换为灰度图像并进行尺度缩放；进行梯度计算，根据梯度幅值进行伪排列并建立状态列表，设置梯度阈值；选取种子点进行区域增长，根据海天线倾斜角的数学特征剔除不符合要求的点，生成直线支撑区域或最小外接矩形；矩形估计，并根据海天线长度特征和直线合并准则合并相邻矩形；判断类内点密度；计算NFA，提取海天线。该方法既能提取水平的海天线也能提取倾斜的海天线，既适应于海空背景也适应于山体背景。另外，本发明实时性和自适应性强，可在可见光序列图像中提取海天线。
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