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公开(公告)号：CN112821961B
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN202011607733.3
申请日：2020-12-29
Applicant: 西安交通大学
IPC: H04B13/02
Abstract: 本发明公开了一种水下电场通信系统，采用发射电路、接收电路和逻辑控制器进行信号的收发，通过发射电路用于输出一路PWM波载波信号和一路UART串口发射信号至水信道中，并对所输出的信号放大；接收电路用于从水信道中接收信号并将接收到的信号放大后传输至逻辑控制器，通过接收电路将动态范围广的微弱信号经前放到后输入至逻辑控制器对放大后的信号通过线性积累平均数字滤波方法进行数字滤波，然后通过整形方法进行信号还原修复，对还原修复后的信号进行归一化处理获得原始二进制基带信号，将原始二进制基带信号反馈至发射电路进行运动控制，提高了水下通信系统的通信能力。
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公开(公告)号：CN110231029B
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN201910378337.9
申请日：2019-05-08
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种水下机器人多传感器融合数据处理方法，基于多个传感器估计水下机器人的姿态、位置和速度信息；通过融合所有传感器测量数据，能够更好地消除具有明显误差的传感器测量数据，从而使水下机器人不易受到单个传感器故障的影响，更适用于水下机器人这类非线性系统；在构建状态向量时把角度偏差和速度偏差加进了状态向量，考虑了角度偏差和速度偏差对于状态更新的影响，来精确地估计水下机器人的姿态、位置和速度信息。通过假设过程噪声由滤波结果和观测结果得到，再用差分进化算法对所得到的过程噪声方差进行最优化选择来提高滤波精度。本发明适用于水下机器人类非线性系统来精确地估计水下机器人的姿态、位置和速度信息。
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公开(公告)号：CN112710420A
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN202011534497.7
申请日：2020-12-22
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种水下机器人自推进效率测试方法及装置，通过夹具将待测水下机器人固定于已知水流速度的水流中，获取待测水下机器人在不同水流速度下的受力值，同时获取夹具在不同水流速度下的受力值进行数据补偿，利用数值拟合求得速度—合力曲线，从而确定待测水下机器人的自推进速度，实现了简化实验条件下对自推进速度的预估，避免了复杂的自推进测试实验，然后在无流速条件下获取待测水下机器人的推静水推力值，结合两个实验结果便可求得自推进状态下的推进功率，从而计算自推进效率，本发明提出的实验方法，能够简化水下机器人自推进效率测试实验，提高测试效率，为研究水下机器人推进性能提供了一种崭新的研究思路。
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公开(公告)号：CN114690778B
公开(公告)日：2024-05-31
申请号：CN202210375403.9
申请日：2022-04-11
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种基于电场通信组网的水下集群编队系统控制方法，包括避障路径规划方法和编队队形控制方法，通过使用水下电场通信进行水下航行器集群的组网，基于广播模式搭载实现水下航行器集群的分布式控制结构，以实现水下航行器集群编队系统的实时数据互通、协同运动控制，使水下航行器集群编队系统能够保持在工作区域内的高可靠性数据互通，从而使得水下航行器集群编队系统能够稳定地维持协同作业状态。
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公开(公告)号：CN114690778A
公开(公告)日：2022-07-01
申请号：CN202210375403.9
申请日：2022-04-11
Applicant: 西安交通大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于电场通信组网的水下集群编队系统控制方法，包括避障路径规划方法和编队队形控制方法，通过使用水下电场通信进行水下航行器集群的组网，基于广播模式搭载实现水下航行器集群的分布式控制结构，以实现水下航行器集群编队系统的实时数据互通、协同运动控制，使水下航行器集群编队系统能够保持在工作区域内的高可靠性数据互通，从而使得水下航行器集群编队系统能够稳定地维持协同作业状态。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112821961A
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN202011607733.3
申请日：2020-12-29
Applicant: 西安交通大学
IPC: H04B13/02
Abstract: 本发明公开了一种水下电场通信系统，采用发射电路、接收电路和逻辑控制器进行信号的收发，通过发射电路用于输出一路PWM波载波信号和一路UART串口发射信号至水信道中，并对所输出的信号放大；接收电路用于从水信道中接收信号并将接收到的信号放大后传输至逻辑控制器，通过接收电路将动态范围广的微弱信号经前放到后输入至逻辑控制器对放大后的信号通过线性积累平均数字滤波方法进行数字滤波，然后通过整形方法进行信号还原修复，对还原修复后的信号进行归一化处理获得原始二进制基带信号，将原始二进制基带信号反馈至发射电路进行运动控制，提高了水下通信系统的通信能力。
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公开(公告)号：CN110228575B
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN201910420311.6
申请日：2019-05-20
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明提供了一种水下仿生引导机器鱼及引导鱼类运动方法，采用多种方式结合并互为补充以实现引导真实鱼类，包括视觉引导、尾流场引导以及电场引导方式。设计仿生机器鱼外形架构模拟真实鱼类外形架构，并覆盖软材料蒙皮，在外形上模拟真实鱼类，实现视觉引导；通过仿生机器鱼尾鳍，在水中摆动产生类似鱼类游动的流场，诱导真实鱼类在侧后方跟随，实现流场引导；利用水下电势产生装置的电信号发射端在水中产生高电势，使仿生机器鱼尾部成为电场阳极，根据鱼类的趋阳效应实现电场引导。通过不同多种方式结合，实现水下仿生机器鱼对真实鱼类的运动引导功能，为水下机械‑生物混合集群的组建提供一种新的方法和途径。
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公开(公告)号：CN111460743A
公开(公告)日：2020-07-28
申请号：CN202010266685.X
申请日：2020-04-07
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种数据驱动的仿生推进水动力性能参数采集方法，采集研究对象运动图像，进行模板匹配法对采集的运动图像进行分析，建立运动模态数据库，根据第一帧运动图像数据建立研究对象的几何模型，并对建立的几何模型进行网格划分，根据运动模态数据库的数据对几何模型及网格划分进行更新和迭代，基于流体动力学方法对迭代后的几何模型进行水动力性能参数求解，从而得到研究对象的水动力性能参数值，根据实验结果精确控制仿真过程中研究对象的运动形式，克服了传统简化运动模型带来的仿真计算不准确和适用范围窄的问题；利用数据库直接驱动仿生推进的水动力性能分析，避免了简化运动模型导致理论分析与实验不符的困境。
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公开(公告)号：CN111176116A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN202010003097.7
申请日：2020-01-02
Applicant: 西安交通大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于CPG模型的机器鱼闭环反馈控制方法，对于每一个CPG单元用于控制一个关节驱动舵机的运动角度的机器鱼，建立基于多个CPG单元构建仿生机器鱼的CPG模型，所建立的CPG模型能够很好地表征出运动神经元的生物学特性，同时该模型不仅可以对相位差、频率和振幅分别调节实现机器鱼的节律运动控制，还具有良好的参数突变适应性；根据CPG模型构建CPG网络结构拓扑图，根据获取的CPG模型周侧障碍信息及偏航角信息作为反馈项，利用Euler法离散化所建立的CPG模型，降低模型复杂度，方便求解；改善了机器鱼的运动协调稳定性与环境自适应能力，利用该种基于CPG模型的闭环控制方法，能够提高仿生机器鱼的游动灵活性，实现机器鱼的自主游动。
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公开(公告)号：CN109298430A
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201810898471.7
申请日：2018-08-08
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种水下复合仿生探测系统及探测目标融合识别方法，包括水下激光探测模块、人工侧线感应模块以及电场探测通信模块。利用激光探测装置采集信息进行近距离高精度测距、定向及水下目标成像；利用人工侧线装置采集的水流水压信息得到航行器相对速度、所处深度，以及定位水下振源；利用电场探测通信装置进行障碍物探测和水下通信，最后使用基于深度神经网络的融合识别方法，通过三类探测系统传感单元的信息融合，以及多个航行器之间的信息交互，为通过水下航行器集群控制执行复杂任务提供保障。通过不同探测系统得到的协同信息，实现水下航行器的高精度自主探测功能，为水下航行器进行海洋集群探测提供一种新的思路和途径。
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