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公开(公告)号：CN106525042B
公开(公告)日：2019-10-18
申请号：CN201610854298.1
申请日：2016-09-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于蚁群与扩展卡尔曼滤波相结合的多AUV协同定位方法，首先建立AUV运动学模型，然后线性化AUV模型，采用改进的蚁群算法对Q矩阵R矩阵进行最优估计：先采用蚁群算法进行首次遍历，产生大量解；采用粒子群算法找到全局最优值；再次利用蚁群算法，将当前解集置为蚁群初始出发点，然后根据蚁群中蚂蚁获得的解的质量的优劣，选出部分最优秀的蚂蚁按其解的优劣程度加权平均释放信息素。最终，将求解出来的Q,R运用到EKF中，从而实现对从AUV的定位。本发明巧妙地将智能算法与EKF相结合，不仅解决了噪声矩阵的不确定、难选择的问题，而且提高了EKF的滤波精度，应用于多AUV的定位系统中，大大提高了对从AUV定位的精确度。
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公开(公告)号：CN110333369A
公开(公告)日：2019-10-15
申请号：CN201910617653.7
申请日：2019-07-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于船舶领域，公开了基于水面GPS校正的UUV的DVL测速系统及自适应去噪方法，包含如下步骤：步骤(1)：令UUV在水面航行，DVL测出UUV的对海底速度，GPS测出UUV的速度；步骤(2)：将DVL测出的UUV的对海底速度和GPS测出的UUV的速度输入数据比对模块，再得到DVL测速噪声成型滤波器；基于DVL测速噪声成型滤波器得到DVL测速噪声增广卡尔曼滤波器；步骤(3)：UUV水下航行时，先使DVL测出的UUV的对海底速度输入DVL测速噪声成型滤波器将有色噪声白化得到含有白噪声的速度信息，然后将含有白噪声的速度信息输入DVL测速噪声增广卡尔曼滤波器，得出精准的速度信息；步骤(4)：重复步骤(3)。本发明测速准确度高，得到的速度信息更精准，可以用于闭环控制及导航。
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公开(公告)号：CN109725650A
公开(公告)日：2019-05-07
申请号：CN201910182252.3
申请日：2019-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 一种密集障碍物环境下的AUV避障方法，属于水下无人航行器智能控制技术领域。发明把声呐探测的障碍物数据通过轮廓凸算法和贝塞尔插值将障碍物边界简化，利用预测导引避障算法设计出密集障碍物环境下的避障航迹。考虑到密集障碍物的复杂多样性，因此该方法结合避障参数和避障规则制定出避障权值函数得出全局最优预测避障参数，最后制定出相应的避障导引航迹点使得AUV实现避障的目的。实验数据可以看出本发明所提算法针对复杂密集障碍物环境有更好的适应性和避障执行效率，能够更好的利用到水下无人潜航器AUV的水下避障过程中。
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公开(公告)号：CN105589464B
公开(公告)日：2019-02-26
申请号：CN201610182817.4
申请日：2016-03-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 一种基于速度障碍法的UUV动态避障方法，涉及一种UUV动态避障方法。解决了现有UUV的路径规划方法在动态环境中存在避开移动障碍物的准确性差的问题。本发明将障碍物的运动不确定性转化为位置不确定性；根据障碍物的运动不确定性，获得最小安全角α1和最大安全角α2；获得多障碍物对UUV造成的综合速度危险度，根据UUV动力学约束规律，确定UUV运动的速度空间，根据障碍物的位置不确定性和障碍物的最大作用范围，获得UUV与所有障碍物的最小碰撞时间；利用UUV的综合速度危险度和UUV与所有障碍物的最小碰撞时间，获得UUV的优化目标路径函数；利用速度障碍法寻找目标函数的最小值点，作为UUV运动的下一个航路点，实现对UUV运动路径的规划。本发明适用于UUV动态避障。
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公开(公告)号：CN108490961A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810243237.0
申请日：2018-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 本发明提供一种多AUV动态圆弧编队控制方法，是一种在已知路径下的多自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)动态圆弧编队控制策略，属于船舶控制技术领域。本发明提出了一种新的实现多AUV圆弧编队控制策略，将领航者与跟随者的位姿关系分为相对于坐标轴原点的距离与角度关系，构建姿态角、艏向角、速度误差模型，通过PID控制器控制编队中每个AUV实现圆弧编队运动；跟随者实时接收且只需接收领航者的位姿信息，减少了AUV在多种信息通讯时出现的延时、丢失等不利现象，增强了编队控制的稳定可靠性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105204339B
公开(公告)日：2018-04-17
申请号：CN201510616596.2
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种气垫船姿态调节的主动时滞反馈控制装置。包括安装在气垫船四周的水枪、控制器和转换逻辑，气垫船传感器系统得到气垫船姿态信息输入控制器，控制器根据这些信息得到控制器的控制信号，所述控制信号进入转换逻辑、计算出各个水枪所需提供的动力，最后通过水枪对于气垫船的姿态进行调整。本发明实现了气垫船静态姿态的在线调节，改善了惯性时延的影响，具有良好的实时性和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN105823503B
公开(公告)日：2018-02-09
申请号：CN201610169230.X
申请日：2016-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01D18/00
Abstract: 基于改进灰色预测GM（1,1）模型自主水下航行器传感器故障诊断方法，涉及自主水下航行器(AUV)故障诊断领域。本发明是为了增强自主水下航行器在水下工作的安全性。本发明主要包括以下步骤：1、建立自主水下航行器传感器故障模型；2、对自主水下航行器的传感器数据进行预处理；3、设计改进的灰色预测GM(1,1)模型；4、将改进的灰色预测GM(1,1)模型运用到自主水下航行器传感器中并进行故障诊断；5、利用改进GM(1,1)模型实现自主水下航行器传感器的实时故障诊断。本发明适用于自主水下航行器传感器故障诊断。
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公开(公告)号：CN107622348A
公开(公告)日：2018-01-23
申请号：CN201710837778.1
申请日：2017-09-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06Q10/06
Abstract: 本发明涉及任务顺序约束下的异构多AUV系统任务协调方法、多AUV系统主要由水面工作台和具有不同功能的AUV组成、水面工作台负责系统数据的处理、任务分配的优化、任务指令的下达。不同功能的AUV主要负责接收任务指令，前往任务海域执行不同的任务。本发明中，主要针对实际应用中某些需要固定执行顺序的任务，以最短完成时间为目标对AUV的任务分配进行优化，得到较优的任务分配方案。本发明通过实时性的不断对现有的变化的待执行任务进行反复优化，不断保证任务分配方案在当前情况最优。
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公开(公告)号：CN105547637B
公开(公告)日：2017-12-19
申请号：CN201510937989.3
申请日：2015-12-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01M10/00
Abstract: 本发明提供的是一种基于神经网络预报的气垫船运动参数滤波装置及方法。包括神经网络预报单元、新息分析单元、状态估计单元、状态预测单元和权值调整单元，神经网络预报单元实现观测变量的提前预报，新息分析单元产生估计值增益和预测值增益，状态估计单元产生当前状态估计值，状态预测单元产生下一时刻预测值，权值调整单元用来对神经网络的权值进行更新。本发明通过神经网络预报可实现气垫船运动参数的精确估计，不但能提高气垫船运动参数的估计精度，还可以有效的改善气垫船运动参数的延时。非常适用于高速航行背景下的气垫船运动参数的快速估计。
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公开(公告)号：CN105197200B
公开(公告)日：2017-08-04
申请号：CN201510616168.X
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63C1/12
Abstract: 本发明公开了一种基于航迹引导的气垫船进坞过程自动控制系统及控制方法。GPS采集坞载船的航迹和艏向角的数据，传送给航迹设定装置；航迹设定装置采用灰色预测对采集的数据进行预测，从而得到期望的航迹和艏向角，传送给进坞过程跟踪器；进坞过程跟踪器将接收的期望的航迹和艏向角与灰色预测后的实际航迹和艏向角进行比较，得到航迹偏差η和艏向角偏差ψ′，传送给粒子群控制器；粒子群控制器根据接收的信息，得到控制舵角指令，控制空气舵，当航迹偏差η在设定阈值内时，以恒定加速度减小推进器的转速。本发明能够提高气垫船进坞的效率和成功率，可以减少操作人员的负担而且可以减少进坞过程对气垫船的损坏。
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