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公开(公告)号：CN112034866B
公开(公告)日：2023-01-06
申请号：CN202010978533.2
申请日：2020-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供了一种水下机器人跟踪制导的方法及装置，涉及跟踪制导技术领域，包括：获取水下机器人的水下深度，以及跟随设备与水下机器人的相对距离；根据水下深度和相对距离，确定水下机器人所属的跟踪区域；根据水下机器人所属的跟踪区域，控制跟随设备当前时刻的速度和/或艏向角。本发明利用水下深度和相对距离准确反映跟随设备和水下机器人的相对关系的变化，根据两者之间不同的相对关系，相应控制跟随设备当前时刻的速度和/或艏向角，以此保证对运动轨迹未知的水下机器人进行实时有效的跟踪。
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公开(公告)号：CN112486168B
公开(公告)日：2022-05-20
申请号：CN202011298128.2
申请日：2020-11-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于回转圆的移动式对接轨迹规划方法，本发明利用欠驱动AUV与对接装置的相对位置关系，基于回转圆半径与周期，估计对接所需时间并提前进行轨迹规划，本发明结合纯跟踪导引率和视线法导引率，完成回转运动使欠驱动AUV位于对接装置之后且运动同方向，使欠驱动AUV能快速地完成移动式对接回收任务。本发明计算简单，易于实现，且不依赖于精确的AUV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：CN110161858B
公开(公告)日：2022-05-20
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：CN109765907B
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN201910163383.7
申请日：2019-03-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于舰船运动控制领域，具体涉及一种舰船用PID无模型自适应航向控制算法。包括将自适应比例项以及自适应微分项引入无模型自适应控制算法中，提出一种舰船用PID‑MFAC算法；根据舰船期望航向y*(k)与舰船当前航向y(k)，计算航向偏差e(k)，e(k)＝y*(k)‑y(k)；当e(k)的绝对值|e(k)|小于设定的航向状态偏差的阈值e1，则认为舰船的实际航向收敛到期望航向并跳出循环否则执行下一步；PID‑MFAC算法根据e(k)解算出航向系统的期望输入u(k)；操纵机构接收并执行航向系统输入指令u(k)；令k＝k+1，更新舰船当前航向y(k)，并转到步骤2。本发明解决了MFAC算法直接应用到舰船航向控制中存在易发生严重超调、震荡现象甚至失稳的问题，自适应比例项与自适应微分项的引入，提高了控制器的响应速度与系统的动态响应性能。
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公开(公告)号：CN111307136B
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202010088021.9
申请日：2020-02-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种双智能水下机器人水下航行地形匹配导航方法，包括第一智能水下机器人和第二智能水下机器人，其将所述第一智能水下机器人和所述第二智能水下机器人进行水下定深航行，并进行地形匹配导航，通过间隔一定时间进行一次的水声通信，获得两个智能水下机器人之间的相对估计位置与距离；根据两个智能水下机器人的实际位置，通过公式得到两个智能水下机器人的导航精度；根据两个智能水下机器人之间的估计距离与实际测量距离，得到两者之间的距离误差；根据多源信息的融合原理，采用混合式融合的方式重新估计两个智能水下机器人的位置。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109186610B
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN201811197129.0
申请日：2018-10-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下潜航器领域，公开了一种AUV地形匹配导航的鲁棒BSLAM方法，步骤(1)：输入测深和惯导数据；步骤(2)：数据预处理，得到滤波后的测深数据；步骤(3)：位姿图构建：计算弱数据关联，构建新子图，通过地形地位进行闭环检测后，再进行无效闭环检测；步骤(4)：后端图优化：利用聚类后的闭环数据计算一致性函数，找出所有类中一致性函数的最小值，然后融合惯导的关键状态的数据并输出修改后的BSLAM轨迹。本发明通过对测深数据和惯导数据的处理和闭环检测，实现了对数据的全局优化，且提高了定位与建图的实时性和一致性，且鲁棒性好，能够减弱测量数据的噪声对导航精度的影响。
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公开(公告)号：CN110260859A
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201910492175.1
申请日：2019-06-06
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种考虑数据关联间耦合关系的位姿图修正方法，属于水下机器人多波束同步定位与建图领域。包括令N为当前位姿图内由地形匹配得到的数据关联个数，i等于1、j等于1；判断j、i、N的大小关系，计算数据关联j给出的数据关联i的置信度Scorei,j，计算数据关联i总置信度Scorei；判断i与N大小关系，根据当前位姿图内所有数据关联的置信度计算置信度阈值Score_thre；置信程度最小的数据关联其置信度若大于置信度阈值，则输出当前位姿图并停止算法，否则将该数据关联判定为无效数据关联，将其在当前位姿图中移除。本方法不需要依赖于辅助设备，算法执行过程中不需要进行图优化过程，计算效率高且可保证算法在线实时运行，应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN110231822A
公开(公告)日：2019-09-13
申请号：CN201910480480.9
申请日：2019-06-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种舰船用变输出约束式无模型自适应航向控制方法，属于舰船运动控制领域；本发明首先定义系统输出约束函数；然后将航向系统的期望输出量y*(k)与实际输出量y(k)相减得到误差e(k)；当误差e(k)超过设定的航向状态偏差的阈值e0时，通过变输出约束式无模型自适应控制方法根据e(k)解算出期望舵角um(k)；然后操纵机构接收并执行航向系统输入指令u(k)，令k＝k+1，更新舰船航向ψ(k)。本发明以的形式为例，通过变输出约束函数的引入，降低了输出重定义无模型自适应控制方法对重定义系数的敏感性，同时提高了系统的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN109765907A
公开(公告)日：2019-05-17
申请号：CN201910163383.7
申请日：2019-03-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于舰船运动控制领域，具体涉及一种舰船用PID无模型自适应航向控制算法。包括将自适应比例项以及自适应微分项引入无模型自适应控制算法中，提出一种舰船用PID-MFAC算法；根据舰船期望航向y*(k)与舰船当前航向y(k)，计算航向偏差e(k)，e(k)＝y*(k)-y(k)；当e(k)的绝对值|e(k)|小于设定的航向状态偏差的阈值e1，则认为舰船的实际航向收敛到期望航向并跳出循环否则执行下一步；PID-MFAC算法根据e(k)解算出航向系统的期望输入u(k)；操纵机构接收并执行航向系统输入指令u(k)；令k＝k+1，更新舰船当前航向y(k)，并转到步骤2。本发明解决了MFAC算法直接应用到舰船航向控制中存在易发生严重超调、震荡现象甚至失稳的问题，自适应比例项与自适应微分项的引入，提高了控制器的响应速度与系统的动态响应性能。
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公开(公告)号：CN109254585A
公开(公告)日：2019-01-22
申请号：CN201811169433.4
申请日：2018-10-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于舰船运动控制领域，具体涉及一种舰船用输入输出数据融合的改进无模型自适应航向控制算法，包括以下步骤：将原航向系统的输出形式取为y(k)＝f(δ,ψ)的形式，系统输出y(k)取为k1×δ+ψ，其中δ为舵角，k1为增益系数和舰船系统的动力学特性有关；将航向系统的期望输出量与实际输出量y(k)相减，得误差e(k)，当|e(k)|小于一个期望的常数e0时，认为舰船的实际航向收敛达到期望航向并跳出循环，否则将e(k)作为无模型自适应控制器的输入解算出航向系统期望输入u(k)；本发明使得舰船用输入输出数据融合的改进无模型自适应航向控制算法可以应用于舰船的航向控制中。
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