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公开(公告)号：CN110263400B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN201910503700.5
申请日：2019-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明提供一种无人艇非线性动力学模型的积分辨识方法，通过获取所需辨识双体无人艇Z型试验数据；对数据中大幅度偏离真实值的野值进行剔除处理；建立无人艇一阶非线性K‑T方程的运动模型；选取舵角和艏向角速度与时间的关系列表；对K‑T方程进行积分化处理，对需辨识的模型方程两侧基于时间区域进行积分，利用积分方式舍掉角加速度，引入艏向角数据；对积分区间离散并求积，对积分区间以控制节拍为基准进行离散，并采取牛顿‑科特斯求积公式插值求积；利用最小二乘方法使辨识方程两侧差值的平方最小，即可求得K,T,α的值。本发明的方法可以对无人艇操纵模型的一阶非线性项进行辨识，在无人艇动力学模型辨识上具有显著进步，可以同时兼顾效率与性能。
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公开(公告)号：CN109186605B
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN201811017297.7
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于UWB室内定位的无人艇船载测速测向方法，属于水面无人艇的室内定位信息获取技术领域。该方法基于UWB室内定位装置，充分考虑定位数据的传输特性，经历阈值处理和卡尔曼滤波器的初步过滤，利用速度解算算法F_outvel(i)得到稳定的速度输出；利用多个定位标签之间的耦合关系和无人艇自身几何特性，分别设计出艏向判定算法F_faigate(n，i)和艏向解算算法F_outfai(i)，从而获得实时的艏向输出，上位机解算之后通过串口经由无线电实时将解算结果发送到目标无人艇，由无人艇上相应的无线电通信模块进行接收，形成信息交互。本发明设计的测速测向系统满足了无人艇运动控制点的需要、稳定、低成本、实时的要求；实现了无人艇的室内定位、速度、艏向多元信息的获取。
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公开(公告)号：CN112363169A
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN202011166011.9
申请日：2020-10-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种全海深水下机器人及其定位方法，其中所述定位方法包括通过卡尔曼滤波法对所述机器人的声波测量数据及实时深度数据进行融合，根据融合模型对所述机器人进行定位的过程。所述定位方法可克服声波测量数据的离散、量程有限的问题，并根据简单、有效的融合后数据，对水下机器人进行准确的、全海深的定位。
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公开(公告)号：CN110533614A
公开(公告)日：2019-12-03
申请号：CN201910801451.8
申请日：2019-08-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开一种结合频域和空域的水下图像增强方法，属于水下数字图像处理领域。本发明包括：读取水下彩色图像，将其转换为灰度图像；自适应选择频率域的去噪程度和空间域的对比度增强程度；将灰度图像利用傅里叶变换转换到频率空间；将频率空间的图像进行消噪；对消噪后的图像进行逆傅里叶变换，转换到空间域；将空间域的图像分割为若干子图像块，对每个子图像块计算其灰度概率密度函数；对概率密度函数重新分配；计算子图像块中每个像素重新分配后的灰度级，得到最终增强后的图像。与现有的技术相比，本发明能很好地去除水下噪声的干扰，同时丰富图像细节特征，并且耗时较少，适用于水下视觉同步定位与建图前的图像预处理。
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公开(公告)号：CN110320520A
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201910559363.1
申请日：2019-06-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开一种测深信息同步定位与建图的鲁棒后端图优化方法，属于水下机器人的水下导航领域。本发明包括：通过多波束声纳和惯性导航系统采集海底地形信息和水下机器人位姿状态记录在子地图中；与历史子地图通过地形匹配检测数据关联；初始化粒子，根据检测到的数据关联与所有历史数据关联更新粒子；对所有粒子通过图优化求解地图并计算适应度函数，根据适应度函数应用粒子群算法更新粒子，并根据粒子群输出结果通过图优化求解并输出地图。本发明可以解决传统图优化方法无法处理的无效数据关联问题，且使用协方差而非简单的有效/无效对数据关联进行判断，计算精度更高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110161858A
公开(公告)日：2019-08-23
申请号：CN201910451217.7
申请日：2019-05-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种自然能驱动无人艇用面向螺旋桨减震的航速控制方法。(1)设定控制输入数据丢包的起始时刻t0，根据波浪周期T0决定每次丢包所包含的控制输入数据的数量n的上限；(2)当kiT≤t＜ki+1T时，令v(t)＝v(kiT)；(3)将期望航速v*(k)与当前实际航速v(t)相减得到误差e(kiT)，根据e(kiT)求解控制输出F(t)，当e(kiT)的绝对值|e(kiT)|小于设定的偏差阈值e0时执行步骤(4)否则执行(5)；(4)当螺旋桨的震荡频率f小于不丢包时螺旋桨的震荡频率f1跳出循环，否则令n＝n+1；(5)根据e(kiT)解算出控制输出指令F(t)；(6)推进机构接收并执行控制输出指令F(t)，更新自然能驱动无人艇航速v(t)，并转到步骤(2)。本发明不仅实现了对自然能驱动无人艇航速的有效控制，同时解决了自然能驱动无人艇推进机构震荡剧烈的问题。
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公开(公告)号：CN109344717A
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201811017259.1
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种多阈值动态统计的深海目标在线检测识别方法，属于机器视觉领域。本发明利用水下机器人平台充分考虑深海区域环境信息，对卷积神经网络中锚点产生矩形种类及数目进行修正；训练模型时，在损失函数模块中添加最小稳定数值检测程序，在稳定的最小值处停止训练得到最佳模型；改变制作的数据集中训练、验证和检测的图片的数量比例，得到不同的训练结果，选择检测和识别准确度最高的比例选练出来的模型来添加到水下机器人的视觉模块中进行实时的目标检测识别；采用一种改进的多阈值动态开窗方式进行目标数量检测，每个阈值高度的检测带检测到不同的目标数量进行计数统计。本发明比传统目标检测识别方法更加快速和准确，对复杂环境的适应性更强。
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公开(公告)号：CN109213162A
公开(公告)日：2019-01-15
申请号：CN201811017185.1
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种多传感器信息融合的水面无人艇水池自主靠泊离岸方法，属于无人艇自主运动控制领域。本发明根据卷积神经网络训练的模型来对目标进行检测识别，识别出堤岸和指示灯，然后将测得的两者的距离和方位反馈给定位和测距更加准确的毫米波雷达，毫米波雷达通过对接收信息处理创建堤岸和指示灯关于距离的反射截面积函数，确定堤岸和指示灯，融合两者信息完成岸堤和指示灯的识别定位及测距任务，通过改变无人艇尾部的电磁铁的电流方向，与岸端靠泊装置磁铁相吸/相斥，完成靠泊/离岸。本发明通过水面无人艇携带的摄像头、毫米波雷达及岸端无人艇靠泊释放装置来自主完成水面无人艇的靠泊离岸操作，且结构清晰，逻辑性较强，易于编程实现。
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公开(公告)号：CN109062236A
公开(公告)日：2018-12-21
申请号：CN201811017272.7
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/08
CPC classification number: G05D1/0875
Abstract: 本发明公开了波浪滑翔器自适应浮体艏向控制方法，属于海洋航行器运动控制技术领域。本发明利用波浪滑翔器的实际航行数据实时规划潜体期望艏向，通过对潜体的艏向控制间接实现波浪滑翔器的浮体艏向控制，克服了浮体艏向响应滞后导致的控制系统不稳定的问题，并且能够消除环境干扰带来的稳态误差，有效提高波浪滑翔器的浮体艏向控制的能力。本发明结构简单，易于实现，且不依赖于精确的数学模型，在不确定性外界环境干扰下具有较强的自适应性。
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公开(公告)号：CN110220510B
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN201910475350.6
申请日：2019-06-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/00
Abstract: 本发明公开一种考虑地图准确性的水下机器人海底地形匹配导航路径规划方法，属于水下机器人领域。本发明包括：建立环境模型，结合海底地形特征和地图数据准确程度两部分信息，依据Sigmoid函数将标准差信息非线性映射至[0，1]空间，形成归一化的海底地形特征图；实施H‑RRT*算法进行路径求解，求解过程为迭代‑采样‑寻优的过程。路径规划方法能够充分利用已有信息，如海底地形特征和地图测量数据来源，作为影响水下机器人地形匹配导航性能的因素考虑在内；路径规划方法搜索性能强，可以实现超大地图下的路径搜索和寻优。
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