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公开(公告)号：CN112799414B
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN202110040918.9
申请日：2021-01-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种AUV松弛轨迹规划方法，将全局规划航路按照设定路径长度划分为多个子航段；确定本次局部航迹规划的起点、终点，以及航迹规划空间范围；根据当前局部环境是否存在运动障碍物，确定执行路径规划或者轨迹规划；利用自适应差分进化粒子群优化算法完成局部航迹规划，得出中间路径点序列以及到达各个中间路径点期望航速；确定当前子目标点，解算AUV的期望航向、期望深度；输出航向指令、深度指令、航速指令，驱动AUV航行；执行方法至结束。本发明可以适应AUV周围局部环境障碍分布动态变化，且能够根据周围局部环境是否存在运动障碍物确定执行路径规划或者轨迹规划，从而权衡局部在线航迹规划的有效性要求和快速性要求。
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公开(公告)号：CN109166132B
公开(公告)日：2022-01-07
申请号：CN201810779433.X
申请日：2018-07-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种可变初始距离符号函数的侧扫声呐图像目标识别方法，属于声呐图像的目标识别领域。本发明为解决CV模型对初始符号距离函数位置和形状不敏感，在曲线演化过程中易将噪声视为目标，以噪声灰度计算目标灰度均值易造成目标丢失的问题，加入一种改变初始距离符号函数的位置和形状的方法，选择合适的初始符号距离函数的形状和位置拟合目标特征灰度值和范围。本发明的优点是在目标偏离图片中部位置时准确找到目标的位置；在图片中大的噪声情况下提取出清晰完整的目标轮廓；该方法简单可靠，易于实现，计算量小，准确性好，提高了侧扫声纳目标识别的可行性与实用性，对今后无人潜航器在水下作业任务等方面的发展有着积极意义。
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公开(公告)号：CN112131777A
公开(公告)日：2020-12-25
申请号：CN202011018276.4
申请日：2020-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/25 , G06F111/04 , G06F111/08
Abstract: 本发明属于水下无人航行器阵型生成技术领域，具体涉及一种面向多UUV群组协同探测任务的阵型生成方法。本发明解决了UUV在宽广海域或对高速机动目标进行探测时，无法满足单UUV或单一UUV群组成队形实现精准探测的任务需求。本发明以高探测和高精度为目标，结合多UUV群组的阵型结构特性、UUV机动特性、UUV群组任务使命、所携带声呐的工作特性以及探测海域电子海图，生成能够实现对大面积海域、高机动目标进行精准探测的特定阵型，有效提高了多UUV群组对宽广海域及机动目标的协同探测。
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公开(公告)号：CN107368086B
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN201710538828.6
申请日：2017-07-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于探测威胁域的无人潜航器路径规划装置及方法，基于探测威胁域的路径规划算法来解决地形障碍环境下UUV的路径规划问题，能满足UUV本身运动学约束、避碰约束以及隐蔽探测约束。在给定初始位置、终点位置、最大曲率约束、路径离散点分辨率、隐蔽安全指标等，规划出从运动起点到终点的路径，且光滑连续可导，满足UUV的航行转弯曲率约束、隐蔽安全指标等，使其以最短时间安全隐蔽到达终点。本发明首次将探测威胁理论与航行转弯曲率约束的几何理论应用到UUV的路径规划领域中，能快速实现路径规划，方法简单可靠，易于实现，计算量小，实时性较好，能满足路径规划要求，提高了路径规划的实用性，对今后水下路径规划领域的发展有着积极意义。
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公开(公告)号：CN107315348B
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201710538827.1
申请日：2017-07-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种基于惩罚式小波网络的无人潜航器位姿控制装置及方法，通过集成惩罚式小波网络控制参数整定系统生成新的控制器参数，并通过控制器得到控制信息，将其送入动力推进系统进行指令分配，产生纵向推力、横向推力以及力矩，实现UUV的位姿控制。本发明首次采用野值剔除与卡尔曼滤波平滑相结合的方式实现传感器量测量的优化，并且首次提出在控制器的前端加入了集成惩罚式小波网络的控制参数整定系统，结合了小波分析和神经网络的优点，而且引入惩罚项优化网络泛化能力，解决小波网络泛化性能不强的问题，从而能够自适应生成合理的控制器参数，实现无人潜航器的位姿控制。本发明对今后无人潜航器水下作业、运动控制等领域的发展有着积极意义。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109460045A
公开(公告)日：2019-03-12
申请号：CN201910032604.7
申请日：2019-01-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 动态障碍在线感知下USV基于改进蚁群优化的避碰规划方法，属于水面无人艇避碰规划技术领域。本发明针对USV在动态未知环境中避碰规划算法的搜索能力不足等问题，提出了一种基于改进蚁群优化算法的USV实时避碰规划方法，首先，为了满足《国际海上避碰规则》，设计反向偏心膨化法对动态障碍进行膨化；其次，基于运动速度模型和改进蚁群优化算法，将动态已知环境中的USV避碰规划转换成为一个瞬时静态已知环境下的多条件目标优化问题；最后，针对于蚁群优化算法收敛速度慢的问题，提出了改进的伪随机比例规则对蚂蚁状态转移进行选择，且借鉴狼群分配原则和最大—最小蚂蚁系统对全局信息素进行更新，避免了搜索陷入局部最优。
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公开(公告)号：CN106160175B
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201610352533.5
申请日：2016-05-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H02J7/36
Abstract: 本发明涉及一种适用于水下无人航行器的动力电到仪表电自主切换供电装置。包括动力电池组、仪表电池组、分压器、电压比较锁存电路、隔离电路、P‑MOS场效应管、DC‑DC转换器、第一二极管、第二二极管，仪表电池组的正极经过分压器连接到电压比较锁存电路，当仪表电池组电压高于预设的电压阈值时，电压比较锁存电路通过隔离电路控制P‑MOS场效应管截止，DC‑DC转换器不工作，由仪表电池组通过第二二极管向仪表电负载供电。在仪表电池组耗尽后，能够充分利用动力电池组，提高UUV的能源利用率；并且能够无缝切换到动力电池组，避免仪表数据丢失，保证仪表数据传输通畅。
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公开(公告)号：CN105867417B
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201610252029.8
申请日：2016-04-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种DVL测速失效时的UUV反步滑模动力定位控制方法，涉及一种UUV动力定位控制方法。为了解决在UUV反步滑模动力定位控制中测速传感器DVL测量失效的问题。包括：在DVL测速失效时，测量UUV北向、东向位置和艏向角，速度估计器在线估计出北向、东向速度和艏向角。根据北向、东向、艏向角测量值与期望值的误差和估计的北向、东向速度、艏向角，构造使UUV渐进稳定的反步滑模控制律，解算出UUV在纵荡、横荡和艏摇三个自由度上的控制向量。控制向量经过推力分配，得到UUV主推进器、水平辅助推进器的推力，从而使UUV达到期望的北向、东向位置和艏向角，实现在DVL测速失效时UUV在水平面内的反步滑模动力定位控制。
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公开(公告)号：CN105652720B
公开(公告)日：2018-09-14
申请号：CN201610150538.X
申请日：2016-03-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B19/04
Abstract: UUV运行/静默状态自动切换系统，涉及一种UUV。为了解决目前UUV执行长期定点观测、隐蔽侦察等任务时的续航能力、噪声水平受所携带能源、推进装置工作状况、负载设备工作状况制约的问题。所述切换系统包括：通信声纳，用于接收UUV水面监控系统的状态切换指令，根据所述状态切换指令，发出通信声纳信号；时钟信号发生器，当达到设定的时间，产生状态保持时间截止信号；运行/静默状态切换控制器，用于根据通信声纳信号或者状态保持时间截止信号，发出运行/静默状态切换控制信号；UUV控制系统，用于根据运行/静默状态切换控制信号，实现UUV运行状态与静默状态的切换。
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公开(公告)号：CN106741647A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710069638.4
申请日：2017-02-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种UUV海底驻留的锚泊装置及方法，由液压驱动臂、可收放锚杆和抓泥铲组成。当UUV在航行过程中，锚杆和抓泥铲合为一体并在液压驱动臂的作用下收放在UUV两侧，保持UUV的流线外型；当UUV需要在海底停驻时，通过液压驱动臂伸长使锚杆和抓泥铲伸出，在液压驱动臂和重力的共同作用下使抓泥铲嵌入到泥土中，从而使UUV稳定驻停在海底表面；当UUV需要从海底起航时，通过收缩液压驱动臂带动锚杆将抓泥铲从泥土中拔出，并逐渐收回锚杆和抓泥铲实现UUV海底起航。该发明可以使UUV在海底驻留时避免由于海流作用而产生移位或被泥沙掩埋得风险。
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