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

    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

    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。

    一种全海深AUV折线式下潜控制方法

    公开(公告)号:CN109213179B

    公开(公告)日:2021-04-23

    申请号:CN201810769809.9

    申请日:2018-07-13

    Abstract: 本发明提供的是一种全海深AUV折线式下潜控制方法。首先在AUV下潜之前,确定在水下布置的水声定位和通信系统的覆盖范围,并确定AUV在到达指定工作深度处能与水声定位和通信系统正常建立连接的安全距离,由此安全距离确定在折线式下潜过程中所允许的沿纵向偏移的最远距离l。在AUV载体下潜过程中纵向运动距离s等于l时,控制AUV转艏180°,使其反向纵倾下潜。待AUV反向纵倾下潜过程中,在s等于l时,再控制AUV转艏180°,使其反向运动。直到AUV到达指定工作深度。本发明将AUV在下潜过程中的水平面运动范围限制在合理范围内,能保证限定AUV水平面运动范围的圆的圆心始终在一条垂线上,具有很好的抗流能力,提高了全海深AUV的安全性。

    地形分块与地形测点加权的地形匹配定位方法

    公开(公告)号:CN107504974B

    公开(公告)日:2020-09-25

    申请号:CN201710832755.1

    申请日:2017-09-15

    Abstract: 本发明的目的在于提供地形分块与地形测点加权的地形匹配定位方法,影响地形匹配定位精度的有两方面的因素:地形的适配性和地形测量误差。对于适配性较大的局部地形区域可以提供较多的地形信息,而测量误差会使局部地形产生畸变,给地形匹配定位带来负面影响。由于适配性和地形的测量误差都是局部地形的特征,为了体现适配性和局部地形测量误差对匹配定位的影响,将地形进行分块并利用适配性对分块子地形图中的节点进行加权,同时在匹配过程中利用分快子地形的残差统计方差估计子地形图的测量误差,并对子地形图中的节点进行加权处理,利用适配性和测量误差得到的权值同时对子地形图中的节点进行加权,通过迭代过程获得最优的地形匹配定位结果。

    适用于全海深AUV的无纵倾无动力下潜方法及抑制纵倾装置

    公开(公告)号:CN109018278B

    公开(公告)日:2020-06-16

    申请号:CN201810771539.5

    申请日:2018-07-13

    Abstract: 本发明提供的是一种适用于全海深AUV的无纵倾无动力下潜方法及抑制纵倾装置。一:AUV姿态处于垂直稳定状态后释放;二:实时监控AUV所配置的罗经输出的纵倾角和纵倾角加速度;三:当纵倾角小于所设阈值时,继续下潜;四:当纵倾角达到所设阈值时,判断纵倾角加速度是否大于预设角加速度阈值,若大于则不予处理,反之则启动抑制纵倾装置;五:再次检测所述全海深AUV的纵倾角是否小于所设阈值,若小于则停止所述抑制纵倾装置的主动调节,反之,则继续上述步骤四;六:重复上述步骤二至五,直至所述全海深AUV下潜到设定的工作深度。本发明依靠自身的装置根据AUV实时的姿态反馈主动抑制其产生的纵倾,使其近似实现无纵倾下潜。

    一种全海深AUV一体化控制舱及控制方法

    公开(公告)号:CN108844484B

    公开(公告)日:2020-06-16

    申请号:CN201810776547.9

    申请日:2018-07-13

    Abstract: 本发明提供的是一种全海深AUV一体化控制舱及控制方法。除了具有普通AUV控制舱的功能之外,同时具有控制舱周围环境视频信息采集记录功能,舱体内装配有灯光示位装置,便于夜间搜索与定位AUV,控制舱采用高硼硅玻璃球形耐压壳,玻璃不阻碍电磁波传波,同时透光性好,将通信定位装置的天线内置,开口数量和水密接插件的使用大幅减少,通信定位装置与灯光示位装置由独立电源进行供电,在AUV自身能源耗尽时控制舱中布置的太阳能电池板及能量管理模块可为独立电源充电,同时一种分时工作模式被采用,避免不必要的能源浪费,可大大延长AUV在等待救援时卫星通信与位置指示装置的工作时间,提高安全回收AUV的可靠性。

    一种海洋能无人艇多驱动模式的智能切换系统

    公开(公告)号:CN107229223B

    公开(公告)日:2020-01-17

    申请号:CN201710420699.0

    申请日:2017-06-07

    Abstract: 本发明提供一种海洋能无人艇多驱动模式的智能切换系统,包括信息采集模块、智能控制模块、能量采集模块、动力驱动模块和岸端监控模块。本发明的核心为在所述智能控制模块中利用模糊神经网络算法决策无人艇的驱动模式,将太阳能和风能转化成的电能,为电力推进器供能,直接利用所述的电力推进器控制无人艇的航速和航向;在波浪能充足的情况下,利用波浪推进器收集波浪能推进,而电力推进器辅助控制航向;在无人艇的航速和航向与既定目标偏差较小的情况下,不使用电力推进器,将电能通过蓄电池存储起来,在太阳能和风能供给不足和不及时的情况下为无人艇提供驱动力,节约能源,提高无人艇续航性。

    一种BSLAM中地形匹配结果正确性判别方法

    公开(公告)号:CN107132521B

    公开(公告)日:2019-12-06

    申请号:CN201710344524.6

    申请日:2017-05-16

    Abstract: 本发明公开的是一种BSLAM中地形匹配结果正确性判别方法,主要是一种用于AUV测深数据同步定位与建图(Bathymetric Simultaneous Localization and Mapping,BSLAM)中判断得到的地形匹配结果是否正确的判别方法。该方法只需要输入地形匹配数据和里程计数据,通过不断迭代计算一致性函数实现对地形匹配有效性的判别。在迭代中引入了自检和多窗口方法,其目的分别在于避免陷入局部最优和同时保证全局一致性和局部一致性。本发明的有益效果在于提出的一种BSLAM中地形匹配结果正确性判别方法不需要依赖于辅助设备,计算效率高,不会陷入局部最优且能够同时满足局部一致和全局一致性的要求。

    一种基于局部偏移的AUV多波束数据构图方法

    公开(公告)号:CN106908036B

    公开(公告)日:2019-05-21

    申请号:CN201710053868.1

    申请日:2017-01-24

    Abstract: 本发明提供一种基于局部偏移的AUV多波束数据构图方法,一是针对每一时刻的多波束地形数据和导航数据,使用前几个时刻的数据对该时刻的多波束数据进行预测,并使用预测值与实际值计算该时刻的似然性;二是将每个时刻的似然性与预设的阈值进行比较,大于阈值的时刻作为存在局部偏移的时刻;三是对所有存在局部偏移的时刻,分别沿AUV载体坐标系x轴正负方向移动一定距离并分别计算步骤一得到的预测值与每个距离对应地形数据的似然性,选择对应似然性最小值的距离作为局部偏移;四是考虑局部偏移对所有时刻的影响,计算新的航迹点位置;五是将所有航迹点连接起来作为新的修正后的路径;六是使用修正后的路径和每一时刻的多波束地形数据重新绘图。

    立扁体AUV下潜过程中的安全抛载及深度控制方法

    公开(公告)号:CN109213180A

    公开(公告)日:2019-01-15

    申请号:CN201810776783.0

    申请日:2018-07-13

    Abstract: 本发明提供的是一种立扁体AUV下潜过程中的安全抛载及深度控制方法。首先,水面释放的AUV将依靠自身重力下潜,当距底高度为60米时,若此时下潜速度超过2m/s,则立即抛载;否则继续下潜,应抛载高度由操纵性仿真给出,AUV到达应抛载高度后立即抛载。抛载完成后AUV将悬浮于某一高度,若悬浮高度不等于工作高度,则开启垂向推进器,通过Bang-Bang控制迅速将AUV定位到工作高度,当AUV到达工作高度后,控制器切换为S面控制,使AUV动力定位在工作高度,开始作业。该方法通过大量操纵性仿真数据获得安全抛载高度,提高了抛载的安全性以及准确性,节省了下潜时间,提高了作业效率。

    一种全海深AUV折线式下潜控制方法

    公开(公告)号:CN109213179A

    公开(公告)日:2019-01-15

    申请号:CN201810769809.9

    申请日:2018-07-13

    Abstract: 本发明提供的是一种全海深AUV折线式下潜控制方法。首先在AUV下潜之前,确定在水下布置的水声定位和通信系统的覆盖范围,并确定AUV在到达指定工作深度处能与水声定位和通信系统正常建立连接的安全距离,由此安全距离确定在折线式下潜过程中所允许的沿纵向偏移的最远距离l。在AUV载体下潜过程中纵向运动距离s等于l时,控制AUV转艏180°,使其反向纵倾下潜。待AUV反向纵倾下潜过程中,在s等于l时,再控制AUV转艏180°,使其反向运动。直到AUV到达指定工作深度。本发明将AUV在下潜过程中的水平面运动范围限制在合理范围内,能保证限定AUV水平面运动范围的圆的圆心始终在一条垂线上,具有很好的抗流能力,提高了全海深AUV的安全性。

Patent Agency Ranking