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公开(公告)号：CN107727096B
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN201710833352.9
申请日：2017-09-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明的目的在于提供基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法，根据推算导航的输出结果确定搜索范围，再确定搜索范围后再利用测量地形数据与先验地形进行初步的匹配定位并获得匹配后的地形测量误差估计，然后分别计算节点的有效性和二次搜索范围，根据有效节点矩阵和二次搜索范围进行二次精确匹配定位，最后输出匹配定位结果。本发明所采用的初匹配与精细搜索匹配相结合的匹配定位方法有效的增加了搜索配准的效率同时提高定位精度。
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公开(公告)号：CN107727096A
公开(公告)日：2018-02-23
申请号：CN201710833352.9
申请日：2017-09-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明的目的在于提供基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法，根据推算导航的输出结果确定搜索范围，再确定搜索范围后再利用测量地形数据与先验地形进行初步的匹配定位并获得匹配后的地形测量误差估计，然后分别计算节点的有效性和二次搜索范围，根据有效节点矩阵和二次搜索范围进行二次精确匹配定位，最后输出匹配定位结果。本发明所采用的初匹配与精细搜索匹配相结合的匹配定位方法有效的增加了搜索配准的效率同时提高定位精度。
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公开(公告)号：CN106123850A
公开(公告)日：2016-11-16
申请号：CN201610487789.7
申请日：2016-06-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C7/00 , G01C21/165
Abstract: 本发明提供一种AUV配载多波束声呐水下地形测绘修正方法，包括如下步骤：启动多波束声呐和深度计采集数据，同时通过声速剖面仪采集的声速信息对每一个ping进行修正。通过地形匹配方法确定两个时刻之间的准确相对位置，从而得到惯导系统的最终导航误差。将惯导系统简化为弹簧模型，通过弹簧的刚度系数公式计算各个节点误差与实际最终导航误差的关系。通过地形连续性的方法确定各个时间节点对于最终误差的权重。将最终时刻误差分配到各个时间节点。本发明构建海底地形图过程中不依赖GPS信息，可由水下机器人携带，完成对较深海域的海底地形测绘，构建的地图一致性较好，各个时间节点误差小，可作为先验地形图用于水下地形匹配导航中。
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公开(公告)号：CN106767836B
公开(公告)日：2019-12-06
申请号：CN201710086012.4
申请日：2017-02-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种AUV海底地形匹配导航的滤波方法。包括对地形匹配定位的误差估计，地形匹配定位的似然函数修正，地形匹配定位的置信区间估计，参考导航与地形匹配结果的融合滤波。本发明的主要部分是地形匹配定位的误差估计方法、地形匹配定位数据和参考导航数据的融合方法，地形匹配导航计算机接收参考导航数据和实时地形测量数据，通过匹配定位，融合滤波两个步骤得到定位位置估计，然后将位置信息送入参考导航计算机进行导航修正，实现连续的递推导航。
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公开(公告)号：CN107065537B
公开(公告)日：2019-11-12
申请号：CN201710094824.3
申请日：2017-02-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种AUV横推低速无输出情况下的运动控制方法。首先是螺旋桨敞水试验获得推进器推力曲线，从而确定推进器有输出情况下的转速区间。然后是模糊控制器根据艏向偏差及艏向偏差变化率求得所需转速，所需转速包含在敞水实验所得转速区间内。最后是将艏向偏差和偏差变化率输入PID控制器，求得推进器以稳定转速工作的时间间隔。推进器在给定的时间间隔内以确定转速工作，驱动AUV到达目标艏向。与传统的考虑推进器非线性约束的控制方法相比，该方法方便高效，无需对推进器的非线性约束进行准确建模或近似估计，直接从准确的转速推力关系出发，建立确定推进器转速及工作时间的阶跃输出控制器，提高了响应速度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106919048B
公开(公告)日：2019-09-27
申请号：CN201710094816.9
申请日：2017-02-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种AUV推进器状态检测和推力曲线修正方法。首先是螺旋桨敞水试验获得推进器相关曲线，包括控制信号推力曲线、转速推力曲线、电流推力曲线、转速电流曲线，以此为标准进行推进器状态检测及推力曲线修正。其次是推进器状态检测，实际工作时利用电流传感器和转速传感器实测电流和实测转速，以及测试环境下转速与电流关系进行推进器状态检测。最后是推进器推力曲线修正，当达到推进器推力曲线修正条件时，进行局部修正和全局修正判断，替换掉原控制信号下的推力值，拟合获得推力曲线。本发明可实现对推进器状态的实时检测，并能实现推进器推力曲线的快速修正。
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公开(公告)号：CN106842209B
公开(公告)日：2019-04-23
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：CN106123850B
公开(公告)日：2018-07-06
申请号：CN201610487789.7
申请日：2016-06-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种AUV配载多波束声呐水下地形测绘修正方法，包括如下步骤：启动多波束声呐和深度计采集数据，同时通过声速剖面仪采集的声速信息对每一个ping进行修正。通过地形匹配方法确定两个时刻之间的准确相对位置，从而得到惯导系统的最终导航误差。将惯导系统简化为弹簧模型，通过弹簧的刚度系数公式计算各个节点误差与实际最终导航误差的关系。通过地形连续性的方法确定各个时间节点对于最终误差的权重。将最终时刻误差分配到各个时间节点。本发明构建海底地形图过程中不依赖GPS信息，可由水下机器人携带，完成对较深海域的海底地形测绘，构建的地图一致性较好，各个时间节点误差小，可作为先验地形图用于水下地形匹配导航中。
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公开(公告)号：CN106871901A
公开(公告)日：2017-06-20
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：CN106094843A
公开(公告)日：2016-11-09
申请号：CN201610624618.4
申请日：2016-08-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 本发明提供的是一种采用遗传算法寻优的自适应模糊水下航行器控制方法。将自适应参数作为染色体的等位基因，进行种群初始化，选择初始种群中的任一个体代入自适应模糊控制器中，给定期望值进行控制。控制结束后，计算出该个体对应的积分性能指标和适应度函数值，再选择下一个体代入控制器中进行控制，将当前种群中的个体逐一代入控制器进行控制，求得所有个体的适应度值，再进行收敛性判断，满足条件时，迭代停止，输出适应度值最高的个体为最优解；若不满足，则对当前种群进行选择、交叉、变异操作，生成下一代种群，继续循环迭代，直至满足收敛性条件为止。所得的一组自适应参数用于水下航行器实际的运动控制中，可获得最优的控制效果。
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