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公开(公告)号：CN110308719B
公开(公告)日：2022-02-22
申请号：CN201910436861.7
申请日：2019-07-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇路径跟踪控制方法，通过当前无人艇运动的状态信息、位置坐标信息，进行路径点的离散并根据点更新机制进行目标点的更新；通过状态信息进行航向规划，计算当前目标点的视线角视线余角横侧偏差SE、视线补偿量并求得当前航向误差根据航向规划信息，进行航向控制，计算控制器输出力矩Np，根据规划航速和海况估算推进器推力Xp；对输出推力Xp、输出力矩Np进行推力分配，求得各推进器的执行信号，并控制推进器执行指令动作。本发明使得无人艇可以跟踪曲线路径，保证了路径跟踪的快速性以及稳定性，在风浪存在的条件下大大避免了侧漂的发生，实现了对航速较为准确的控制，对于无人艇的路径跟踪控制有重要的作用。
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公开(公告)号：CN109344717B
公开(公告)日：2021-10-19
申请号：CN201811017259.1
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种多阈值动态统计的深海目标在线检测识别方法，属于机器视觉领域。本发明利用水下机器人平台充分考虑深海区域环境信息，对卷积神经网络中锚点产生矩形种类及数目进行修正；训练模型时，在损失函数模块中添加最小稳定数值检测程序，在稳定的最小值处停止训练得到最佳模型；改变制作的数据集中训练、验证和检测的图片的数量比例，得到不同的训练结果，选择检测和识别准确度最高的比例选练出来的模型来添加到水下机器人的视觉模块中进行实时的目标检测识别；采用一种改进的多阈值动态开窗方式进行目标数量检测，每个阈值高度的检测带检测到不同的目标数量进行计数统计。本发明比传统目标检测识别方法更加快速和准确，对复杂环境的适应性更强。
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公开(公告)号：CN109828570B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN201910120131.6
申请日：2019-02-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于控制领域，具体涉及一种自适应边界层水面无人艇控制导引方法。包括神经网络离线训练，初始化算法控制参数，获取规划点及传感器信息，判断规划点是圆弧还是直线，根据当前水面无人艇至目标点距离(若为圆，则为已完成的跟踪角度)，通过安全阈值观测器判断是否达到目标点，如果到达目标点，则将上一个目标点删除，再跳至步骤5，否则输出期望航向和期望航速。本发明通过自适应边界层在LOS算法中引入航速的考虑，提高其跟踪响应速度，利用双曲正切修正器优化LOS算法的跟踪控制精度。同时本算法采取模块化设计，不论是自适应边界层中的水面无人艇制动长度神经网络，速度优化层还是基于向量场改进的圆弧导引策略，都能够运用在其他算法中。
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公开(公告)号：CN111578966B
公开(公告)日：2021-07-16
申请号：CN202010273032.4
申请日：2020-04-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于LMS算法的半球谐振子特征参数辨识方法，包括：采集振动陀螺的检测信号进行数据处理，包括将检测信号与参考信号相乘，解算得到椭圆坐标系下的参数方程。通过幅度控制、正交控制和频率控制，使参数逐渐收敛至稳定状态。根据解算得到的椭圆坐标系下的参数方程，构建LMS算法参数辨识模型。根据LMS算法参数辨识模型的输出，求解得到待求的特征参数，实现特征参数辨识功能。本发明具有简洁性，只需要将半球谐振陀螺接入驱动检测装置中，其余解算均由处理器完成。该方法具有适用性，驱动检测装置可以适用于绝大多数半球谐振子的测定。该方法具有实时性和准确性，可以在陀螺装配完成后进行测试，且测试结果准确，可以直接使用。
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公开(公告)号：CN108983774B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201810778764.1
申请日：2018-07-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于模糊状态观测器的单喷泵推进无人水面艇自适应航向控制方法，属于无人水面艇运动控制技术领域；本发明包括：(1)获取无人水面艇运动状态信息；(2)获取无人水面艇的航向指令信息；(3)自适应跟踪无人水面艇内外环境干扰；(4)借鉴残差分析思想对环境干扰力进行预估；(5)消除时间滞后对干扰力作用判断的影响。本发明针对喷水推进方式的无人滑行艇设计的模型导向型航向控制方法存在实际应用困难的弱点及未考虑推进装置的实际工作特性的问题进行了改进，得到了一种面向工程应用的自适应单喷泵推进无人水面艇航向控制方法，对单喷泵机械安装误差和环境干扰等不利因素具有自适应特性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112455238A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011282799.X
申请日：2020-11-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于海洋能驱动航行器技术领域，具体涉及一种海洋能驱动航行器的智能能源分配系统。海洋能驱动航行器是一种充分利用太阳能和风能的新概念长航时海洋运载器，有效的协调和管理内部、外部能源是增加海洋航行器自持力的关键。本发明通过智能能源分配器控制整个电气系统的电路结构，在智能能源分配器中ARM开发板通过蓄电池经由稳压模块对其进行供电，ARM开发板通过GPIO发送高低电平信号对风力发电执行器、光伏执行器和负载执行器进行控制，达到能源使用的最优配置。
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公开(公告)号：CN112054761A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202010805538.5
申请日：2020-08-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于自然能驱动机器人技术领域，具体涉及一种带有太阳能板无源双模自动清洁装置的自然能驱动机器人。本发明的太阳能清洁模块采用无源混合能源驱动，不消耗自然能驱动机器人本身所载能量；驱动能源易于获得且不单一，通过NSV的姿态变化和太阳能板周围的热量获得能量，能在不同天气的各个时刻进行捕获，双模的混合驱动源增加了装置的鲁棒性；本发明清洁太阳能板可自动完成且时机精准，根据比对太阳能板的发电状态和当时环境的理论发电状态决定清洁动作，摒弃了传统的定时清洁方式，达到耗能和捕能的最优状态。本发明通过混合的海上能源捕获，在不浪费NSV自身能量的前提下对太阳能板进行自动精准的清洗维护，提高NSV的续航力。
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公开(公告)号：CN111994248A
公开(公告)日：2020-11-27
申请号：CN202010891303.2
申请日：2020-08-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63H19/02
Abstract: 本发明属于波浪能的捕获与转化和转换技术领域，具体涉及一种横摇运动捕获推进装置及带有该装置的波浪能驱动无人艇。本发明的横摇运动捕获推进装置无额外能量损耗，有效利用了无人艇横摇运动的能量用于推进，增加了无人艇的续航性，实现了波浪能的高效利用，有效地延长了无人艇工作时间。本发明的横摇运动捕获推进装置利用波浪能，不需要消耗无人艇本身携带的能源，将无人艇本身携带的能源全部用于执行航行任务，波浪推进对海浪情况要求较小，理论上可适应全浪向海况。
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公开(公告)号：CN111578966A
公开(公告)日：2020-08-25
申请号：CN202010273032.4
申请日：2020-04-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于LMS算法的半球谐振子特征参数辨识方法，包括：采集振动陀螺的检测信号进行数据处理，包括将检测信号与参考信号相乘，解算得到椭圆坐标系下的参数方程。通过幅度控制、正交控制和频率控制，使参数逐渐收敛至稳定状态。根据解算得到的椭圆坐标系下的参数方程，构建LMS算法参数辨识模型。根据LMS算法参数辨识模型的输出，求解得到待求的特征参数，实现特征参数辨识功能。本发明具有简洁性，只需要将半球谐振陀螺接入驱动检测装置中，其余解算均由处理器完成。该方法具有适用性，驱动检测装置可以适用于绝大多数半球谐振子的测定。该方法具有实时性和准确性，可以在陀螺装配完成后进行测试，且测试结果准确，可以直接使用。
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公开(公告)号：CN110763152A
公开(公告)日：2020-02-07
申请号：CN201910952275.8
申请日：2019-10-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01B11/24
Abstract: 本发明公开了一种水下主动旋转结构光三维视觉测量装置及测量方法，包括水下摄像机、水下结构光光源，放置于可控旋转装置上，水下摄像机和水下结构光光源相对位置固定；首先，采用平面标定板对水下摄像机进行标定，求取外参数；其次对水下结构光平面进行标定，提取激光中心坐标，拟合水下结构光平；再次对旋转轴进行标定，引入转轴坐标系，标定出摄像机坐标系到转轴坐标系的变换矩阵；最后每隔固定角度对被测物进行旋转扫描，补偿因光线折射导致的图像畸变，获得水下物体点云的三维坐标。本发明采用主动旋转摄像机-激光器系统，完成对被测目标的结构光扫描，机械系统结构紧凑，算法考虑了水中折射补偿的影响，能够实现水下高精度的目标三维重建。
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