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公开(公告)号：CN117579242A
公开(公告)日：2024-02-20
申请号：CN202311508309.7
申请日：2023-11-14
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开了一种基于全共享机制的水下探测与通信一体化方法，属于水下目标探测与通信技术，包括在通信探测区域部署探测通信一体化平台，设计了一种将探测信号调制到通信信号上的全共享机制波形，实现目标探测与通信功能的融合，进而充分利用系统的资源，解决了传统分离设计带来的资源相互竞争、效能低下不足的问题，从而提高了系统的效率与可靠性。
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公开(公告)号：CN116321192B
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202310176473.6
申请日：2023-02-28
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开了一种基于最优刚性图的潜器组网编队方法，属于水下传感器组网编队技术领域，具体为在监测区域随机部署n个潜器，潜器之间可以相互通信；潜器通过广播自身位置获得邻域内潜器的位置，同时采用时间差计算距离；当邻域潜器间平均距离大于距离阈值dthreshold，潜器采用基于距离刚性方法生成局部刚性拓扑；反之，采用基于方位刚性方法生成局部刚性拓扑；进一步控制中心利用局部刚性图，生成全局最优刚性图；潜器利用拓扑信息与目标位置设计宽度学习控制器，驱动潜器移动监测目标；当潜器位置不满足刚性组网与目标跟踪条件，重复上述步骤；否则保持当前跟踪速度。本发明可运用在水下传感器网络对移动目标的监测，可保证通信稳健性，同时提升能量有效性。
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公开(公告)号：CN116679733A
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310796400.7
申请日：2023-06-30
Applicant: 燕山大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种基于数字孪生与强化学习的水下机器人编队控制方法，属于水下机器人控制领域，包括收集水下机器人和水域环境所需数据并制备成数据集；构建水下机器人数字孪生体和虚拟水下环境，完成数字孪生模型的初步建立；采用积分强化学习训练数字孪生模型，并构建值函数以及初始时刻的控制策略和扰动输入；用神经网络结构与迭代权重的方法，对神经网络中值函数、控制策略以及扰动输入对应的权重更新，并将新生成的控制策略和扰动输入传输至水下机器人；修正数字孪生体，选出最优方案；通过数字孪生模型实时监控水下机器人，并判断水下机器人是否形成预期编队，若否，重复步骤3‑5；若是，则编队完成。本发明能够保障数据的实时性和有效性。
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公开(公告)号：CN109975763B
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN201910274192.8
申请日：2019-04-08
Applicant: 燕山大学
IPC: G01S5/22
Abstract: 本发明提供一种基于按需收发的水下异步定位方法及系统，属于无人技术中的自动化控制领域。本发明工作时通过让浮标节点与目标节点进行信号的按需收发，从而测得定位所需的数据；水声调制解调器模块为浮标节点与浮标节点、浮标节点与目标节点的信息交互提供了稳定准确的通信能力；数据处理模块在各节点通信过程中用来生成发送的源数据、解码收到的数据和对有用的数据进行算法处理。本发明系统解决了在异步时钟下水下目标远距离精确定位问题。
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公开(公告)号：CN112734921A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202110031436.7
申请日：2021-01-11
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明提出一种基于声呐和视觉图像拼接的水下三维地图构建方法，包括：利用搭载有机械扫描测距声呐和单目相机的水下机器人同时对水下环境进行视觉图像和声呐测距数据采集；关联声呐测距数据与视觉成像数据，对每帧图像进行扩维，在二维地形图像的基础上，加入声呐测距数据构建三维立体地图；采用基于点线特征和网格的局部单应矩阵模型的图像拼接算法，进行多帧图像扩展拼接，实现三维全景地图合成。本发明采用多传感器构建水下地图，互补性强，克服了使用广角相机存在边缘畸变严重的问题，构建具有高可视化效果和准确度的三维全景地图。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110972077A
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201911229454.5
申请日：2019-12-04
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明提供一种面向迭代状态伪造攻击下的水下目标定位方法，包括：部署水下传感器节点，获取节点位置信息；对水下目标进行测距；节点利用邻节点的测量值通过定位方程求解水下目标位置；每一个节点将求解的位置与邻节点求解的位置做差，判断是否大于阈值，统计大于阈值的邻节点个数m，小于阈值的邻节点个数n；小于阈值的邻节点数加1比大于阈值的邻节点数多，判定节点定位误差小，传感器网络通过一致性迭代对目标准确定位；反之，则判定节点定位误差大；统计连续次数，若次数小于3，通过降低节点的迭代权重减小对定位的不利影响，反之，则节点受到迭代状态伪造攻击，从网络中去除，其余节点进行一致性迭代，根据定位结果实时更新阈值。
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公开(公告)号：CN109253398B
公开(公告)日：2019-09-03
申请号：CN201811292273.2
申请日：2018-11-01
Applicant: 燕山大学
IPC: F17D5/02
Abstract: 本发明公开了一种考虑暂稳态性能的水下石油管道动态监测方法，属于水下石油管道监测技术领域，本发明根据水下机器人与管道的位置，以及水下溶解氧传感器的有效灵敏度，设定水下机器人有效探测的稳态区域；在稳态区域基础上，设计水下机器人有效探测的暂态指标；水下机器人根据暂稳态性能，离线规划出全局参考轨迹，设定动态追踪监测控制器，作用于水下机器人的驱动装置，实现管道的动态监测；设定溶解氧阈值，对该石油管道区域进行实时精准的泄漏监测。本发明通过水下机器人的协作提高监测自主性，另一方面通过暂稳态约束提高监测效率，既能减少能耗，又能实现对水下石油管道实时可靠的动态监测。
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公开(公告)号：CN105929405B
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201610237937.X
申请日：2016-04-15
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开一种异步时钟下水下移动目标协同定位方法，包括以下步骤：四个潜器在水面上通过GPS进行自定位和时钟同步；1号潜器下潜到一定深度后进行自定位，估计水流速度并广播给其他潜器，随后继续下潜；另外三个潜器收到水流速度信息后下潜，并周期性地广播HELLO；目标收到HELLO后发送定位请求；每个潜器接收到定位请求后，进入等待模式，等待接收编号在它之前的潜器发来的时间戳，当它确认接收到全部的时间戳后，将自身记录的时间戳发送给编号在它之后的潜器和目标；目标接收到四个潜器发送的时间戳后，发送终止信息，并根据水流速度定位补偿，获取自身位置，定位结束。本发明可以在异步时钟及水流环境中，实现较高精度的目标定位。
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公开(公告)号：CN107579782A
公开(公告)日：2018-01-12
申请号：CN201710893542.X
申请日：2017-09-28
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开了一种具有跨介质通信能力的水声调制解调器，模态感知装置、无线通信模块、接收端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与发送端相连，发送端与滤波电路、功放电路、收发合置电路依次相连，收发合置电路与水声换能器互通连接将发送端发出的数据信息通过水声换能器发出，水声换能器与其他水声调制解调器上的水声换能器无线连接；收发合置电路与另一滤波电路、信号放大电路相连后与接收端相连，将水声换能器接收到的数据信息传输至接收端。本发明基于多模态切换策略，可融合水声和无线电通信技术，实现一种既能保证水下信息可靠获取，又能实现水面数据高效回传的模块化、低成本、低功耗的跨介质水声调制解调器。
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公开(公告)号：CN106953678A
公开(公告)日：2017-07-14
申请号：CN201710248010.0
申请日：2017-04-17
Applicant: 燕山大学
CPC classification number: Y02D70/39 , H04B13/02 , H04B7/155 , H04B7/15592 , H04W40/22 , H04W52/0203 , H04W88/08
Abstract: 本发明公开了一种多中继协作的认知水声系统中继选择和功率优化方法，采用中继信任因子比重加权的协作感知方法和基于DF转发协议的水声多中继选择和功率优化方法，针对水声通信中频谱资源短缺、信道衰落及时延严重的情况，构建中继信任因子评价中继性能，中继通过比重加权的方式参与协作感知，有效地提高了感知准确性。同时，在多中继协作网络中，将网络干扰限制及剩余能量纳入效用函数，从功率优化和剩余能量消耗角度考虑，基于遗传算法进行中继选择和功率优化，使网络能耗更加均衡。
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