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公开(公告)号：CN108415423B
公开(公告)日：2020-12-04
申请号：CN201810106099.1
申请日：2018-02-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种高抗扰自适应路径跟随方法及系统。给定期望路径点，将期望路径点和水中航行装备实时位置信息输入至制导模块，通过高抗扰自适应路径跟随方法解算出期望航向状态ψd；将期望航向状态ψd和通过航向传感器模块获得的并经滤波器模块滤波的水中航行装备实际航向状态信息ψ获得航向状态偏差绝对值e(k)，并输入至CFDL_MFAC控制器模块，输出期望指令u(k)至操纵机构模块；操纵机构模块收到并执行期望指令u(k)(如期望舵角)使得水中航行装备不断趋近期望航向ψd。本发明不需要依赖于系统模型，能有效抵御水流干扰，对模型摄动和噪声等不确定影响不敏感，具有很好的鲁棒性和自适应性，能快速驱动无人航行器跟踪上期望路径。
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公开(公告)号：CN111907669A
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN202010649174.6
申请日：2020-07-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种运动模式切换机构及应用该机构的航爬仿生机器人，包括主支撑架、设置在主支撑架的一根主滑道和三根横向滑道、设置在主滑道上的主推杆、设置在主推杆中间位置上的齿条、设置在主支撑架上的齿轮、设置在每个横向滑道上的两个滑块、铰接在每个滑块与主推杆之间的滑块推杆、对称铰接在主推杆同一位置两侧的两个摇杆，主滑道与三个横向滑道均垂直设置，齿轮由电机驱动且齿轮和齿条啮合，摇杆的端部及滑块上分别连接有交替动作的待驱动部件。本发明解决了航爬仿生机器人从游动模式切换到爬行模式时切换困难、爬行时机械足与机器人外壳、侧鳍等部件干涉导致机械足爬行摆角小，爬行速度慢甚至不能爬行等问题。
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公开(公告)号：CN107741744B
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN201711130259.8
申请日：2017-11-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供的是一种海洋观测平台的最优艏向控制方法。一：输入海洋观测平台的期望位置[xd yd]；二：将海洋观测平台的位置信息的导数作为扩张状态观测器的输入，判断海流力方向βe所属象限；三：根据步骤二得到的海流力方向象限进行圆心的选择；四：控制海洋观测平台绕所选圆心pρ以半径ρ运动之最优艏向位置，且要保证在运动过程中海洋观测平台的艏向始终正对所选圆心pρ。本发明的最优艏向控制方法可以使海上观测平台的动力定位可以使用尽量少的推进器，使观测平台以最小转艏角达到最优艏向，使控制更加简单高效且节约能源。
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公开(公告)号：CN110764533A
公开(公告)日：2020-02-07
申请号：CN201910977224.0
申请日：2019-10-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于多水下机器人应用领域，具体涉及多水下机器人在深海目标搜索过程中的协同估计问题，实现水下有源目标的目标位置与时钟偏差估计，并实现多普勒测速仪无法底跟踪情况下的速度补偿，提高了多水下机器人定位精度，满足了大范围的航海作业需求的一种多水下机器人协同目标搜索方法，包括多普勒测速仪模块、水声同步通信机模块、非线性估计模块、协同编队控制模块。本发明使得多水下机器人在深海执行搜索任务的过程中，既能够有效估计出失事目标位置，又能够保持足够的定位精度，在不过度增加系统复杂性和不大幅提高设备成本的条件下，满足了多水下机器人系统大范围目标搜索作业需求。方法逻辑清晰、实践简单。
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公开(公告)号：CN107942095B
公开(公告)日：2019-11-26
申请号：CN201711129032.1
申请日：2017-11-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种波浪滑翔器实际航向预测方法。(1)通过GPS获得短时间内波浪滑翔器两点位置，得到波浪滑翔器的运动方向。(2)由上浮体和潜体各自携带的罗经得到上浮体的航向角和转艏角速度及潜体的航向角和转艏角速度。(3)建立波浪滑翔器运动系统的辨识算法模型，在k时刻根据前一时刻的估计参数计算出模型该时刻的输出，即波浪滑翔器运动系统的辨识算法模型的输出预报值，同时计算出预报误差。(4)将预报误差反馈到波浪滑翔器运动系统的辨识算法模型中，在准则下计算出k时刻的模型参数估计值，并更新模型参数，迭代下去直至其准则函数达到最小值。本发明的方法解算精度与距离无关，结构清晰，易于编写计算机程序实现。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106444794B
公开(公告)日：2019-03-05
申请号：CN201610835449.9
申请日：2016-09-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供的是一种无参数欠驱动UUV垂直面路径跟踪滑模控制方法。一、初始化；二、获取UUV的当前状态；三、建立欠驱动UUV水平面误差方程，得到位置偏差xe,ze以及航向偏差值θe；四、利用滑模控制方法，在参数未知的情况下，分别设计航速滑模自适应控制律，位置滑模控制律以及纵倾角滑模自适应控制律，通过对推力Xprop、期望航速和转矩Mprop的控制，使eu→0,xe→0,θe→0；五、针对边界层设计模糊控制律；令k＝k+1，跳转回步骤二，进行下一次控制律与自适应律的更新。本发明可实现仅依靠垂直面动力学模型设计使系统镇定的控制器，为带有不确定性的水动力参数设计自适应律，进而使控制系统摆脱对参数的依赖，系统获得鲁棒性，改善不确定性对滑模控制趋近过程的影响。
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公开(公告)号：CN109325921A
公开(公告)日：2019-02-12
申请号：CN201811017235.6
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06T5/00
Abstract: 本发明公开了一种基于中值-均值的水下混合噪声快速滤波技术，属于图像滤波预处理技术领域；其目的是将中值滤波和均值滤波有效契合起来的同时快速抑制这两类噪声，提高滤波实时性，该技术有利于目标实时跟踪。基于中值-均值的水下混合噪声快速滤波技术将包括以下步骤：获取水下可见光图像；确定初始滤波窗口和自适应滤波窗口选取规则；集合分解加速中值滤波；中值-均值联合滤波，得到最终处理的图像。该滤波技术能有效抑制水下光学图像混合噪声且耗时短，实时性好，特别是当混合噪声严重时，该滤波技术明显优于传统的单一滤波技术，有利于水下目标实时跟踪。
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公开(公告)号：CN108731671A
公开(公告)日：2018-11-02
申请号：CN201810519509.5
申请日：2018-05-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种UUV抵近海底长期驻留的无源定位装置及其定位方法，属于无人潜航器领域。无源定位装置由液压连杆机构、两套张紧索系统组成。当UUV在航行过程中，张紧索收于UUV内部；当UUV需要在抵近海底水域内进行长期停留时，两套跟踪器支架从UUV内部伸出，并控制下锚。当UUV偏离原有位置时，利用中部张紧索系统计算出UUV实际偏移位置，并通过罗经所测角度，得出UUV的艏向角偏移。当需要回到原有位置继续航行时，控制UUV移动到初始位置，控制起锚，并将张紧索系统收于UUV内部，实现UUV起航。本发明可以使UUV在抵近海底水域内进行长期停留时利用无源定位保持UUV定位准确性以及自身隐蔽性，避免了有源定位的定位发散现象。
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公开(公告)号：CN108267955A
公开(公告)日：2018-07-10
申请号：CN201810044826.6
申请日：2018-01-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了面向无人艇自主靠泊的运动控制方法，属于无人艇自主靠泊运动控制领域。步骤为：根据无人艇当前的靠泊状态确定当前控制系统模式；获取当前无人艇的实际速度或航向，获得航向或航速的控制偏差和偏差变化率；将其作为模糊控制器输入，结合当前控制系统模式选择合适的控制参数变化量并更新控制参数；将e(t)作为控制器输入，由控制器输出期望控制指令传递给执行器。本发明在传统PID控制器上进行改进，将控制器分成了两种模式——远端模式和近岸模式，加入自适应模糊控制规则，使其根据靠泊行为改变进行控制参数的动态自适应调整，解决欠驱动无人艇自主靠岸时的弱机动，大扰动以及强岸壁效应等影响下的运动控制难题。
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公开(公告)号：CN107942095A
公开(公告)日：2018-04-20
申请号：CN201711129032.1
申请日：2017-11-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种波浪滑翔器实际航向预测方法。(1)通过GPS获得短时间内波浪滑翔器两点位置，得到波浪滑翔器的运动方向。(2)由上浮体和潜体各自携带的罗经得到上浮体的航向角和转艏角速度及潜体的航向角和转艏角速度。(3)建立波浪滑翔器运动系统的辨识算法模型，在k时刻根据前一时刻的估计参数计算出模型该时刻的输出，即波浪滑翔器运动系统的辨识算法模型的输出预报值，同时计算出预报误差。(4)将预报误差反馈到波浪滑翔器运动系统的辨识算法模型中，在准则下计算出k时刻的模型参数估计值，并更新模型参数，迭代下去直至其准则函数达到最小值。本发明的方法解算精度与距离无关，结构清晰，易于编写计算机程序实现。
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