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公开(公告)号：CN109859202B
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN201910120133.5
申请日：2019-02-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水面无人平台环境感知和控制系统交叉技术领域，具体涉及一种基于USV水面光学目标跟踪的深度学习检测方法：USV装载摄像机实时采集视频，并将视频信号通过图像采集卡传给USV内部嵌入式计算机，计算机先每隔n帧选定一个关键帧，再对其进行去模糊化处理，最后利用卷积神经网络检测出水面目标；本发明在水面目标检测与定位过程中，加入了基于卷积神经网络的图像去模糊技术，改善了海水波动、目标物运动和USV航行造成的目标模糊问题，且基于24个卷积层和2个全连接层的回归方式检测目标具有速度快、背景误检率低的优点，使USV目标检测具有实时性，且不易受海面阳光折射等干扰。
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公开(公告)号：CN109283842B
公开(公告)日：2022-01-07
申请号：CN201810874966.6
申请日：2018-08-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开一种无人艇航迹跟踪智能学习控制方法，属于无人艇智能控制技术领域。本发明包括：根据无人艇作业任务预先设定若干航迹点，依次连接各航迹点，生成由直线路径单元组成的复合路径，提取每个直线路径单元上的实时参考路径点：计算无人艇参考艏向角，并建立跟踪下一个直线路径单元的切换策略：设计基于模型在线学习的模糊自适应控制器，采用乘积推理机实现规则的前提推理，使用单值模糊器进行模糊化，利用乘积推理机实现规则前提与规则结论的推理，采用平均解模糊器，得到模糊系统的输出；将控制力、控制力矩映射为推进器电压与指令舵角，驱动无人艇达到期望航速、航向，进而完成航迹跟踪。
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公开(公告)号：CN113238567B
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202110482857.1
申请日：2021-04-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 一种基于扩展状态观测器的底栖式AUV弱抖振积分滑模点镇定控制方法，涉及水下航行器控制领域，针对现有技术中的控制方法存在控制精度有限，调整速度慢的问题，包括：步骤一：建立可底栖式AUV运动方程，并根据可底栖式AUV运动方程构建可底栖式AUV误差模型；步骤二：根据可底栖式AUV误差模型构建可底栖式AUV点镇定跟踪误差模型；步骤三：设计自适应超螺旋扩展状态观测器；步骤四：构建二阶无抖振非奇异积分终端滑模面；步骤五：根据可底栖式AUV点镇定跟踪误差模型、自适应超螺旋扩展状态观测器和二阶无抖振非奇异积分终端滑模面设计控制器。本申请能在有限时间内收敛到稳定状态，且位姿误差收敛到零后能保持较好的稳定性，收敛速度快。
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公开(公告)号：CN112904872B
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202110069579.7
申请日：2021-01-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 基于扰动逼近的底栖式AUV固定时间快速轨迹跟踪控制方法，涉及水下航行器控制领域，针对现有技术中难以实现快速高精度轨迹跟踪控制的问题，包括步骤一：建立可底栖式AUV运动方程，并根据可底栖式AUV运动方程构建轨迹跟踪误差模型；步骤二：构建快速固定时间收敛系统，并根据快速固定时间收敛系统及轨迹跟踪误差模型设计观测器，并根据观测器估计扰动集总项；步骤三：基于快速固定时间收敛系统设计固定时间滑模面；步骤四：利用快速固定时间收敛系统、固定时间滑模面及扰动集总项设计控制器。采用本申请可以实现快速高精度轨迹跟踪控制。
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公开(公告)号：CN109901402B
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN201910276578.2
申请日：2019-04-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于航向平滑技术的自主水下机器人路径跟踪方法，本发明涉及自主水下机器人路径跟踪方法。本发明的目的是为了解决现有AUV路径跟踪控制中艏向穿越‑π/π不连续点的情况时，路径跟踪准确率低的问题。过程为：一、测量初始时刻AUV的状态测量值，设置AUV的期望路径；二、得到AUV的路径跟踪误差；三、得到优化后的路径跟踪误差；四、使优化后的路径跟踪误差收敛，得到AUV的控制输入，AUV的控制输入包括控制AUV的力矩和力；五、判断AUV是否走完跟踪路径，若走完跟踪路径，得到AUV的控制输入；若没有走完跟踪路径，重新执行二到五，直至AUV走完跟踪路径。本发明用于自主水下机器人路径跟踪领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110749891B
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN201910999922.0
申请日：2019-10-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。水下航行器未接收到周期性水声信号时，通过配备的电子罗盘、深度计及读取螺旋桨转速进行航位推算，在接收到多普勒测速仪测得的绝对速度观测后构造海流速度观测量并通过Kalman滤波进行海流速度校正；水下航行器接收到水声信号后，考虑水下声速的未知性及声速不确定性噪声参数的未知性，将未知水声声速建模为均值及方差均未知的Gauss分布，基于扩展Kalman滤波及变分贝叶斯近似，以水声信号传递时间为观测变量，进行水下航行器的位置更新。相比于基于声速不确定性统计参数完全已知的水下单信标定位方法，本发明所提出方法可以更好的跟踪水声声速变化的趋势，进而得到更好的定位结果。
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公开(公告)号：CN110779519B
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN201911129169.6
申请日：2019-11-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。一种具有全局收敛性的水下航行器单信标定位方法，水下航行器搭载有水听器、多普勒测速仪、深度计、姿态航向参考系统及GPS；水声信标周期性广播水声信号；本发明通过状态增广，将离散状态的非线性单信标定位模型转化为线性时变模型；在获得的随体坐标系下水下航行器与水相对速度以及航行器姿态航向时，进行Kalman滤波预测；在获得海流速度观测、深度计观测、水声信号传递时间时，分别通过Kalman滤波进行海流速度、深度、水声信号传递时间更新。在满足定位模型可观测的前提下，本方法具有全局指数收敛性。
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公开(公告)号：CN108363400B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201810084233.2
申请日：2018-01-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种基于虚拟锚泊的欠驱动AUV三维控制区域镇定控制方法，属于无人水下机器人运动控制技术领域，包含以下步骤：建立AUV六自由度运动学方程，AUV六自由度动力学方程；建立欠驱动AUV的相对速度和相对加速度的方程；对欠驱动水下机器人进行受力分析；通过改进的静态悬链线方程表示悬链曲线张力水平分力方程和垂直分力方程；求解水下机器人所受到的悬链曲线张力水平分力和垂直分力；对悬链曲线张力水平分力和悬链曲线张力垂直分力进行分解：将纵向力、转艏力矩和俯仰力矩分配到AUV的执行器。本发明不依赖于模型，控制算法结构较为简单，并且能够让欠驱动AUV在强干扰环境下实现抵抗海流的目标，抗干扰能力强，具有很强的实际应用前景。
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公开(公告)号：CN110194255B
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN201910421304.8
申请日：2019-05-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种AUV在输水隧洞内运动的光学引导方法。频闪灯放置在主洞洞壁上，发射红、蓝光闪烁光信号。AUV识别频闪灯，将前视摄像机拍摄得到的图像传入计算机进行处理，被分离成红色和蓝色通道图像，计算相同像素位置上的红、蓝通道中的像素灰度差值，并设置阈值，统计大于阈值像素点的个数，以此判断处理后图像中是否检测到频闪灯。若检测到频闪灯，AUV进入转弯模式。利用布置在AUV四周的测距声纳信息，控制AUV保持与隧洞壁一定间距，通过AUV自适应调整艏向角完成转弯，使AUV顺利驶入支洞。本发明大大减少了人工参与，在任务执行阶段不需要人为操纵，整个检测过程由AUV自主完成，作业成本低。
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公开(公告)号：CN111674531A
公开(公告)日：2020-09-18
申请号：CN202010485568.2
申请日：2020-06-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63C11/52 , B62D57/032
Abstract: 一种仿生机器蟹单电机控制两蟹腿运动结构，它涉及一种两蟹腿运动结构，具体涉及一种仿生机器蟹单电机控制两蟹腿运动结构。本发明为了解决现有仿生机器蟹的应用结构较多，导致其整体结构可靠性较低的问题。本发明包括动力机构、第一运动杆、第二运动杆、第三运动杆、第一轴和第二轴，第一运动杆和第二运动杆交叉设置，所述动机构与第一运动杆的一端连接，第一运动杆的另一端通过第二轴与第三运动杆转动连接，第二运动杆的一端通过第一轴与第三运动杆转动连接。本发明属于机器人领域。
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