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公开(公告)号：CN111290270B
公开(公告)日：2022-06-03
申请号：CN202010087509.X
申请日：2020-02-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于Q‑learning参数自适应技术的水下机器人反步速度和艏向控制方法，属于机器人控制技术领域。为了解决现有的水下机器人的控制方法存在需要先验知识的问题，以及控制器参数不能实时调整的问题。本发明设计了基于Q学习算法的参数自适应反步速度和艏向控制器，将偏差和偏差变化率作为该Q学习的输入，输出调整参数，根据调整参数确定的控制参数，结合控制参数和反步法设计的控制器实现速度和艏向控制，主要用于水下机器人速度和艏向的控制。
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公开(公告)号：CN111240344A
公开(公告)日：2020-06-05
申请号：CN202010087508.5
申请日：2020-02-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 一种基于双神经网络强化学习技术的自主水下机器人无模型控制方法，属于机器人控制技术领域。为了解决现有的依赖于控制对象模型的水下机器人控制方法存在适用性有限的问题和控制精度不高的问题，以及不依赖控制对象模型的水下机器人控制方法存在训练量大的问题。本发明的控制器，将当前时刻和下一时刻的偏差和偏差变化率分别作为当前BP神经网络和目标BP神经网络的连续输入，当前BP神经网络的输出为实际Q值，目标神经网络的输出为期望Q值，另外将纵向推力和偏航力矩也作为神经网络的输出，从而当状态值平缓变化时，其动作输出为连续值；基于BP神经网络和Q学习的控制器实现水下机器人的控制。主要用于水下机器人的控制。
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公开(公告)号：CN110525616A
公开(公告)日：2019-12-03
申请号：CN201910873751.7
申请日：2019-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63C11/52 , B63G8/00 , B63G8/16 , B63G8/22 , B63G8/24 , G01V1/18 , G01V1/30 , G01V1/20 , G01S19/47 , G01C21/16
Abstract: 本发明属于海洋探测技术领域，特别涉及一种水下监测装置。基于浮力调节的海底地震检波飞行节点航行器，它包括：安装在航行器主壳体内的地震检波模块以及浮力与推进模块。浮力与推进模块中的水平推进器的设置克服了现有海底节点航行器置自身无动力能力、布放回收效率低的局限性；浮力与推进模块中的油囊浮力调节机能够实现浮力调节控制航行器的上浮与下潜，并可令航行器保持负浮力长期坐底监测。本发明具备布放回收效率高、地形适应性强、机动性高、可加密布放等特点，适用于海底长期地震数据采集工作。同时，本发明还公开了一种基于浮力调节的海底地震检波飞行节点航行器的工作方法。
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公开(公告)号：CN106028437B
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201610289417.3
申请日：2016-05-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种多普勒辅助水下传感器网络时间同步方法。信标节点不断广播信息数据包，待同步节点不断接收信标节点广播的信息，在每次接收到信息时记录待同步节点的本地时间，并且计算与信标节点之间的相对速度；待同步节点利用收集到的数据计算时钟的频率偏斜；待同步节点计算出时钟频率偏斜后给信标节点发送一个请求信息；信标节点收到待同步节点发送的请求信息后，随机等待一段时间给待同步节点发送一个响应信息；待同步节点接收信标节点发送的响应信息时记录本地时间，并计算方法计算与信标节点之间的相对速度，最后通过收集的数据计算最终的时钟相位偏差。本发明能减少节点移动对时间同步的负面影响，从而提高时间同步精度。
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公开(公告)号：CN106028278B
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201610289418.8
申请日：2016-05-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于移动信标的分布式水下网络定位方法，属于水下无线传感器网络技术领域。1)AUV逐层移动，每隔相同时间广播发送信标信号，未知节点根据收到AUV发射信号的顺序，对其信号进行编码。2)未知节点收到的相邻路径上的信号覆盖范围的几何模型相交产生最内相交体，估计最内相交体的质心作为自身位置。本发明是一种三维分布式的定位方法，通过计算最内相交体的质心，来确定未知节点的位置。实验证明本发明有较高的节点定位准确率和节点定位覆盖率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108803313A
公开(公告)日：2018-11-13
申请号：CN201810589190.3
申请日：2018-06-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G05B13/027 , G05B13/042 , G05B13/048 , G05D1/10
Abstract: 本发明属于水下机器人控制领域，公开了一种基于海流预测模型的路径规划方法，包含如下步骤：根据路径关键点对航行区域进行栅格化处理；利用区域海洋模式对航行区域进行海流预测，拟合计算得到实时的海流信息；利用电子海图信息标记禁航区；将不同深度的禁航信息和起点终点位置信息按照不同深度的平面栅格进行存储栅格各点的经纬度、是否为禁航区、是否到达终点；计算当前位置到终点的方向并在所有下一步行驶方向中确定可选动作；使用Q学习寻求马尔科夫决策过程规划的最优策略并输出路径。本发明充分考虑实时的海流对路径规划的影响，通过BP神经网络和bagging算法进行拟合，使用强化学习来寻求最优解，加快收敛速度，降低运算的复杂度。
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公开(公告)号：CN104507135B
公开(公告)日：2018-10-26
申请号：CN201510028498.7
申请日：2015-01-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种多移动汇聚节点的水下传感器网络路由方法。包括分层阶段和传输阶段，分层阶段，每个汇聚节点形成以其为中心的分层结构，传输阶段，源节点根据汇聚节点s的n层分层结构进行数据传输到达目标汇聚节点。源节点通过两个策略将数据发送到下一跳转发节点中，下一跳转发节点采用同样的方式进行数据传输，直到数据包成功发送到汇聚节点。本发明中目标汇聚节点选择策略可以有效减少数据包成功送达路径长度，从而减少能量消耗。转发节点选择策略优化了传输路径，从而提高了数据包送达率。
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公开(公告)号：CN108275252A
公开(公告)日：2018-07-13
申请号：CN201810165845.4
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种螺旋桨与舵机混合动力推进机械水母，属于水下机器人领域。其包括头部外壳1、舵机驱动机机构、螺旋桨推进机构和外部蒙皮13。其特征是：所述的头部外壳1的形状以头部外壳中轴线12对称；所述的螺旋桨推进机构安装在头部外壳1的底部，且螺旋桨推进机构的中心线与头部外壳中轴线12共线；所述的舵机驱动机构以头部外壳中轴线12为对称轴，安装在螺旋桨推进机构的四周；所述的外部蒙皮13布置在舵机驱动机构的外侧，且与头部外壳1相连。本发明通过机械臂和螺旋桨混合动力驱动，通过调节机械臂和螺旋桨的驱动方式可实现多种不同运动模式。本发明可以用于学习研究、海底探测、研究仿生水母等方面。
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公开(公告)号：CN104539398B
公开(公告)日：2017-11-21
申请号：CN201510028497.2
申请日：2015-01-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H04L1/00 , H04L1/16 , H04L12/861
Abstract: 本发明公开一种异步占空比和网络编码的水下传感器网络MAC协议通信方法。包括以下步骤：初始化MAC协议，确定每对发送节点和接收节点的数据交换时间；使用编码节点选择算法确定网络编码层内的编码节点；网络编码层内的节点唤醒后，如果为普通节点则直接将接收到的数据包发送出去；如果为编码节点，进行编码后发送出去。本发明具有能够提高网络吞吐量和数据传输率的优点。
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公开(公告)号：CN106879044A
公开(公告)日：2017-06-20
申请号：CN201710085906.1
申请日：2017-02-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种空洞感知的水下传感器网络路由方法。汇聚节点在下浮过程中到达设定位置时，广播分层建立包执行分层建立任务，到最深深度时，等待一段时间后广播数据收集包执行数据收集任务，数据收集完毕后开始上浮，到达设定位置时广播数据收集包执行数据收集任务，到水面时将收集的数据发送给浮标节点；传感器节点周期性地检测感兴趣的数据；传感器节点若收到分层建立信号，则进入分层建立阶段并建立同心球壳分层结构，传感器节点若收到数据收集信号，则进入数据收集阶段，各传感器节点建立到汇聚节点的路径并发送数据。本发明考虑了同层传输及节点的剩余能量，避免了同层循环传输、热区、空洞的发生，提高了数据包送达率，延长了网络寿命。
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