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公开(公告)号：CN119088065A
公开(公告)日：2024-12-06
申请号：CN202411184375.8
申请日：2024-08-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明公开了一种水下航行器自主式导航‑跟踪‑避障一体化方法，包括：建立全驱动水下航行器动力学模型与信息流拓扑结构；基于模型预测控制方法实现水下航行器的队形控制和协同运动；基于改进的人工势场法实现水下航行器的自主式避障控制；在障碍物影响范围内基于扩展卡尔曼滤波对航行器量测轨迹进行优化，优化避障轨迹，从而实现水下航行器的导航‑跟踪‑避障一体化。基于对水下动态障碍物的研究与分析，针对水下航行器避障轨迹建立了扩展卡尔曼滤波预测机理，一定程度上解决了避障轨迹在势场边界震荡的问题，优化了避障轨迹，提高了编队避障安全性。同时算法能够精确控制编队进行动态避障，具有一定的工程应用价值。
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公开(公告)号：CN118011324A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410169719.1
申请日：2024-02-06
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S5/24
Abstract: 一种基于水平精度因子的长基线水声定位方法，它属于长基线水声定位技术领域。本发明的目的是为了提高长基线水声定位的精度。本发明采取的技术方案为：步骤一、确定出包含阵元个数大于等于3的全部阵元组合；再分别计算出每个阵元组合的水平精度因子；步骤二、按照水平精度因子由小到大的顺序，将各水平精度因子对应的阵元组合依次作为第1个阵元组合、第2个阵元组合、…、第M个阵元组合；步骤三、利用卡尔曼滤波器预测目标位置；步骤四、将各个阵元组合的解算结果与卡尔曼滤波器的预测结果进行对比，获得最终的目标定位结果。本发明方法可以应用于长基线水声定位技术领域。
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公开(公告)号：CN116702479B
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202310690334.5
申请日：2023-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/18 , G06F17/16 , G06F17/11 , G06F119/12 , G06F119/10
Abstract: 本申请公开了一种水下航行器未知输入与位置估计方法及系统，方法包括：获取水下航行器的航行数据，并基于航行数据构建系统状态空间模型；对系统状态空间模型中的量测方程进行第一次优化，得到优化后量测方程，并基于优化后量测方程构建延时递推框架；基于延时递推框架，搭建未知非线性控制输入和延时到达观测信息之间的递推关联；基于递推关联得到未知非线性控制输入估计值；基于未知非线性控制输入估计值，得到位置状态后验估计表达式和第一估计误差协方差表达式；对后验估计表达式进行第二次优化，得到最终位置状态表达式和第二估计误差协方差表达式。本申请缓解观测值中的延时偏
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公开(公告)号：CN116680500A
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310690292.5
申请日：2023-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了水下航行器在非高斯噪声干扰下的位置估计方法及系统，所述方法包括以下步骤：根据获取的水下航行器的位置数据、速度数据与航向数据，构建协同定位系统状态空间模型；在得到基于线性化误差补偿的优化量测方程的基础上，构建增广状态模型；利用增广状态模型，基于student'st核函数和最小误差熵准则，构建代价函数；基于代价函数，求得后验状态估计的加权最小二乘表达形式；基于后验状态估计的加权最小二乘表达形式，使用矩阵求逆引理得到后验状态估计及相应的估计误差协方差矩阵的最终表达形式，完成水下航行器的位置估计。本发明能够有效削弱非高斯噪声对位置估计的影响，提高水下航行器在非理想作业环境中的定位精度。
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公开(公告)号：CN115616602B
公开(公告)日：2023-08-18
申请号：CN202211260743.3
申请日：2022-10-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 基于被动声纳纯方位定位检测前跟踪算法的观测者最优机动策略，本发明涉及观测者最优机动策略。本发明的目的是为了解决现有被动声纳BOL方法难以提供稳定有效的目标状态估计作为输入，导致被动声纳BOL的机动策略可观测性差，收敛时间长、收敛速度慢、收敛精度差、收敛后的稳定性差的问题。具体过程为：S100、根据目标和观测者的位置信息，进行被动声纳纯方位定位检测前跟踪算法的FIM递推式的推导；S200、建立以最大化FIM的行列式值为目标的目标函数；S300、对建立的目标函数进行求解，确定观测者的最优机动策略；S400、将航向约束嵌入到确定的最优机动策略，得到观测者最优航向。本发明用于纯方位运动分析领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115855038A
公开(公告)日：2023-03-28
申请号：CN202211465410.4
申请日：2022-11-22
Applicant: 哈尔滨工程大学 , 哈尔滨哈船智聚创新科技发展有限公司
Abstract: 本发明公开一种短时高精度姿态保持方法，包括：获取陀螺仪输出和加速度计输出；基于加速度计输出和当地重力加速度，得到自身初始姿态信息；基于自身初始姿态信息和陀螺仪输出，得到航向角，作为航向输出；基于加速度计输出和当地重力加速度，得到俯仰角和横揺角，并进行低通滤波处理，将低通滤波处理后的俯仰角和横揺角作为水平姿态输出，实现姿态测量。本发明能够在不依赖任何外界信息的条件下快速完成初始姿态的确定，后续姿态测量也无需接受任何外界信息，抗干扰能力强。经过剧烈角运动后仍能实现高精度的姿态测量，提高姿态计算的精度，实现较低成本条件下的高精度姿态测量。
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公开(公告)号：CN113433539B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202110690060.0
申请日：2021-06-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下无线探测技术领域，具体涉及一种基于混沌检测的水下电流场探测系统及方法。本发明通过两次的混沌检测器的相图状态变化，进行水下金属物的探测和验证，大大提高水下或水底金属物探测的灵敏度和可靠性；使用探测信号的更多有用信息进行判决，比传统的只依靠幅度判断灵敏度更高，而且克服了由于环境变化引起检测门限变化导致检测效果较差的问题，避免了设置检测门限的困难。本发明解决了现有水下电流场探测方法检测电压变化太小或者由于环境变化引起检测门限变化导致检测效果较差和误报警高的问题，通过混沌检测提高了检测有效性和可靠性。
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公开(公告)号：CN113433538A
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202110690057.9
申请日：2021-06-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下无线探测技术领域，具体涉及一种基于双路正交检测的水下电流场探测系统及方法。本发明通过2次的波谷波峰状态变化，进行水下金属物的探测和验证，大大提高水下或水底金属物探测的灵敏度和可靠性，使用探测信号的更多有用信息进行判决，比传统的只依靠幅度判断灵敏度更高，而且克服了由于环境变化引起检测门限变化导致检测效果较差的问题，避免了设置检测门限的困难。本发明解决了现有水下电流场探测方法检测电压变化太小或者由于环境变化引起检测门限变化导致检测效果较差和误报警高的问题，通过双路正交检测提高有效性和可靠性。
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公开(公告)号：CN111948657A
公开(公告)日：2020-11-17
申请号：CN202010738626.8
申请日：2020-07-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明是一种基于多模粒子滤波的机动弱目标检测前跟踪方法。本发明属于水下目标跟踪技术领域，进行参数初始化处理，确定被动声纳阵列的接收信号；根据被动声纳阵列的接收信号，采用宽带常规波束形成算法处理得到空间谱，将空间谱作为量测数据；根据量测数据，噪声均衡判断当前时刻可疑目标；根据量测数据，进行目标状态空间分区；根据目标状态空间分区结果，采样每个目标每个粒子状态，并计算权值；对同一目标的粒子单独进行重采样；根据采样结果，估计目标的状态；当目标持续时间超过联合观测帧数时，则对目标进行联合判决，并删除没有通过判决的目标信息。本发明实现多个机动目标的实时跟踪，实现被动声纳场景下的机动弱目标的检测和跟踪。
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公开(公告)号：CN105836079B
公开(公告)日：2018-04-17
申请号：CN201610309238.1
申请日：2016-05-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种三角形截面动力增潜无压载水半潜输运艇，包括主艇体、动力增潜系统和控制系统，主艇体包括适配水下近水面航行而优化设计的正立圆角三角形横截面平行中体和呈钝艏锥艉下倾的进流段和去流段；动力增潜系统为多翼型组合系统包括舷侧固定负升力水平翼、可控主升力调节翼型组合附体和艉升力调节水平翼，用于调节各载况下艇体垂向力以达到最佳半潜吃水；控制系统包括变翼型截面前倾立柱、内倾轻质隐身上建、浅浸割划水翼和艉可控垂直翼，用于对艇体的航向和稳定性进行控制。本发明型式新颖、后续拓展性强，作为海军陆战力量隐蔽、快速投送和民用特殊物资及航线上的紧急输运工具，本发明在军、民两领域均具有一定的研究和应用价值。
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