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公开(公告)号：CN110261858B
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN201910496780.6
申请日：2019-06-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于隧洞检测领域，具体涉及一种基于水下标志物直线检测的隧洞AUV引导方法。本发明利用AUV左右两侧的摄像机进行检测，将拍摄的图像传入嵌入式计算机处理，首先对水下图像预处理，然后利用改进Sobel算子进行边缘检测，利用改进的Hough变换方法进行直线检测，若连续3帧检测到的直线数大于设定的阈值，则检测到标志物，进入转弯模式，减速靠近待转弯支洞一侧隧洞壁。利用布置在AUV中体的测距声纳信息，控制AUV保持与隧洞壁一定间距，当AUV左、右侧测距声纳测量值发生剧烈变化时，说明已进入支洞，通过AUV自适应调整艏向角完成转弯，使AUV顺利驶入支洞。本发明大大减少了人工参与，在任务执行阶段不需要人为操纵，整个检测过程由AUV自主完成，作业成本低。
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公开(公告)号：CN111637874B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202010384065.6
申请日：2020-05-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种赤潮海域多AUV分层探测系统及探测方法，探测系统分为近水面AUV探测系统、水体AUV探测系统以及海底AUV探测系统，所述近水面探测系统通过在水下近水面布设多个AUV对水面赤潮藻类进行精细探测，所述水体AUV探测系统是通过数个AUV在海洋水体中部进行分层探测，所述海底AUV探测系统是在海底布置多个AUV进行探测。所述AUV均搭载探测、导航和定位设备。AUV在探测区域进行原始数据采集，数据包括海水温度、盐度、PH值、溶解氧、电导率、叶绿素，通过周期性探测作业建立数据模型，并进行基于边缘检测和基于深度学习的数据分析，以判断赤潮面积覆盖率、主要成因和各种不同的发展阶段，为选择针对性的方法治理赤潮提供依据。
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公开(公告)号：CN109859271B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN201811532378.0
申请日：2018-12-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种水下摄像机与前视声纳的联合标定方法，摄像机水下采集标定板图像，通过标定获得摄像机内参数，推导标定板坐标系到水下摄像机坐标的三维坐标转换关系；前视声纳获取水下环境的声学回波数据，推导前视声纳坐标系与标定板质心坐标系的三维坐标转换关系；通过上述两个关系，完成水下摄像机与前视声纳之间的联合标定。本发明属于非接触式标定方法，操作简便迅捷、可以大大降低因复杂的人工参与和标定工具所带来的随机误差，提高了标定效率；目标特征既可以在摄像机图像中得以实现，又可以在声纳系统中获得其二维位置信息；能够得到两个传感器测量系统的相对位置关系，解决了标定测量过程繁琐、精确度较差等缺点，具有很强的操作性。
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公开(公告)号：CN111650948B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202010523598.8
申请日：2020-06-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 一种可底栖式AUV的水平面轨迹快速跟踪控制方法，它属于自主式水下机器人的轨迹跟踪控制技术领域。本发明解决了将目前的控制方法应用到可底栖式AUV时存在的控制精度有限，且调整速度慢的问题。本发明将海流扰动、模型不确定性组合为扰动集总项，使用有限时间扰动观测器逼近扰动集总项值，并引入神经网络估计观测误差。进而提出一种基于有限时间扰动观测器的自适应神经网络反步控制器，来实现对可底栖式AUV的有限时间高精度轨迹跟踪控制。本发明可以应用于可底栖式AUV的轨迹跟踪控制。
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公开(公告)号：CN111703559B
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202010578453.8
申请日：2020-06-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种搜寻水下失踪者的ROV探测系统及探测方法，水下工作部分包括水下主控制系统、水下视觉探测系统、机械臂、水下发声装置、水下声音收集装置。水下主控制系统用来与母船进行信息交互，同时对水下各作业部分进行整体控制。机械臂A用于连接ROV与沉船，同时机械臂A搭载水下发声装置和水下声音接收装置。水下发声装置用于向沉船内失踪人员进行广播。水下声音收集装置用于收集失踪人员反馈的敲击声音和沉船附近的声音，并实时上传到母船上的声音在线处理系统进行处理。机械臂B用于敲击沉船。母船工作部分包括母船主控制系统、视觉观察控制系统和声音在线处理系统。本发明提高救援效率和准确性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113110512A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110547276.1
申请日：2021-05-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种减弱未知干扰与抖振影响的可底栖式AUV自适应轨迹跟踪控制方法，属于控制技术领域。本发明是为了解决目前的控制方法不能对未知干扰下的可底栖式AUV进行很好的轨迹跟踪控制的问题。本发明基于AUV的六自由度动力学方程，使用滑模控制算法，在考虑外界未知干扰条件下设计自适应滑模控制的三维轨迹跟踪控制器，并采用非奇异快速终端滑模控制来提高控制器性能，同时采用自适应控制方法来解决未知时变干扰对控制系统的影响，使可底栖式AUV的轨迹跟踪控制其位置与姿态量η仍然能够跟踪期望值ηd，且ηe在有限时间收敛到零并保持稳定。主要用于可底栖式AUV的轨迹跟踪控制。
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公开(公告)号：CN110554359B
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN201910859060.1
申请日：2019-09-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水声定位技术领域，涉及一种海底飞行节点定位方法。本发明利用4个位置已知且固定的水声信标按照固定周期同时发射水声信号，水声信标与海底飞行节点实现时钟同步；海底飞行节点接收水声信号并记录信号到达时间，计算出水声信号传递时间；海底飞行节点未接收到水声信号时通过自身携带的低成本惯性测量单元进行惯性导航；海底飞行节点接收到水声信号后通过扩展Kalman滤波进行单信标定位位置校准；同一时刻发射的多个水声信号均被接收后，海底飞行节点通过最小二乘法进行长基线定位位置校准。本发明通过融合水下长基线定位与单信标定位，克服了长基线定位实时性差及单信标定位精度低的缺点，满足了海底飞行节点高精度实时定位的需求。
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公开(公告)号：CN108848043B
公开(公告)日：2021-02-02
申请号：CN201810574993.1
申请日：2018-06-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H04L25/02
Abstract: 本发明提供的是一种基于压缩感知的低复杂度水声稀疏时变信道估计方法。预先计算备选路径特征Hermitian内积矩阵；然后通过迭代的方式进行时延和多普勒因子的联合估计。本发明方法通过预先计算备选路径特征Hermitian内积矩阵的方式，避免了现有正交匹配追踪算法在迭代内重复计算矩阵内积，极大地降低了计算复杂度，并通过性能仿真，验证了本发明方法在水声时变信道下的有效性，并通过仿真证实本发明方法在计算复杂度远低于现有基于正交匹配追踪算法的情况下，能够实现相同的信道估计精度，同时也能在相同计算复杂度下提供高于正交匹配追踪算法的估计精度，具有实际应用价值。
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公开(公告)号：CN107991872B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201711286715.8
申请日：2017-12-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种欠驱动AUV的虚拟锚泊水平面区域镇定控制方法及实现方法。包括：建立欠驱动AUV的水平面运动方程；建立还有环境影响下的欠驱动AUV的相对速度和相对加速度的方程；建立了虚拟锚泊的数学模型；通过改进的静态悬链线方程对水平分力进行表示，采用Traube改进抛物线法对水下机器人所受到的锚链张力进行求解；取锚链张力中的水平分力进行按照AUV的随艇坐标系进行分解，分为纵向力Fxm和横向力Fym以及转艏力矩Mm；将Fxm和Mm分配到推力器，得出主推进器的推力X和转艏力矩N。本发明方法不基于模型，不会因为载体而对本控制方法产生影响，可以使得欠驱动AUV在大干扰环境下实现区域镇定。
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公开(公告)号：CN111638523A
公开(公告)日：2020-09-08
申请号：CN202010384058.6
申请日：2020-05-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种水下机器人对失踪者的搜寻和定位系统及方法，在无缆作业模式下，采取自主探测，通过所装备的侧扫声纳及其处理系统控制舱在灾害区域内进行大范围搜索作业，获得不同置信率的疑似失踪者水下位置信息。在带缆作业模式下，按疑似失踪者目标置信度由高到低，分别在各疑似区域内进行精细搜寻，船上人员观察实时上传到母船上水下光学与声学图像，通过人机协同判断进行精细化失踪者搜寻作业。本发明是一种高效、多方法配合的探测手段，能够在恶劣复杂的水体状况下，对水下情况进行探测，通过区域排查，人机协同，化学试剂嗅探追踪等手段，对遇险人员进行及时定位，为进一步施救奠定基础。
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