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公开(公告)号：CN111928851B
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202010302830.5
申请日：2020-04-17
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及水下组合导航技术领域，尤其涉及一种自主水下机器人集群的协同组合导航方法，本发明包括采用拓扑式协同导航结构，在子集群内指定多个领航者作为子集群的导航节点，其它跟随者作为扩展节点，扩展节点在线搜索有效导航节点集合，实时获得有效导航节点的导航定位状态，通过测距仪对有效导航节点进行测距，利用扩展节点在不同时刻对不同导航节点的测距，结合扩展节点的移动矢量径和分时测距技术(简称TMA技术)，构建多源分时测距矩阵，在线计算扩展节点导航精度上界，依托导航精度上界迭代估计扩展节点的导航位置，从而实现集群内所有自主水下机器人的协同导航。
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公开(公告)号：CN114815590A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210429955.3
申请日：2022-04-22
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明属于水下机器人控制领域，具体说是一种水下机器人基于优化能耗的推力分配方法。包括以下步骤：1)基于水下机器人推进器产生的推力，构建相邻时刻推进器推力与能耗关系的目标函数J；2)构建目标函数线性优化近似解方程；3)根据目标函数线性优化近似解方程，得到某一时刻推进器的推力Tk；4)循环执行步骤1)～步骤3)，根据推进器的推力实时驱动控制推进器，实现水下机器人低能耗的运动控制。相比传统的推力分配方法计算复杂度高且只能离线执行的缺点，不具备在线实现基于能耗的推力分配的能力，本发明具有简单高效性，能够在线计算基于能耗的推力分配。
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公开(公告)号：CN114200929B
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202111400805.1
申请日：2021-11-24
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及到多水下机器人路径规划技术领域，尤其设计一种多自主水下机器人基于探测区域覆盖率的路径规划方法。包括以下步骤：基于待探测区域的地形条件以及自主水下机器人的探测能力，构建二维栅格模型；基于二维栅格模型，采用分步迭代的方式确定单体自主水下机器人的探测轨迹，进而得到单体自主水下机器人进行梳型探测时的探测面积；利用单体自主水下机器人进行梳型探测时的探测面积，结合粒子群优化算法，得到满足多自主水下机器人最大探测覆盖率时的路径规划。本方法时刻计算自主水下机器人当前航线与所有登高线关系并确定安全的方法。使得规划更快速，适合海上不断变化的探测环境，具有很高的工程意义。
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公开(公告)号：CN114169707A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111400803.2
申请日：2021-11-24
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
Abstract: 本发明涉及机器人任务分配领域，尤其涉及多异构自主水下机器人的动态任务自主分配方法，包括以下步骤：根据自主水下机器人到达某任务目标的航行时间，得到该自主水下机器人对于该任务目标的成本；根据某一任务目标的动态价值、对于该任务目标所有自主水下机器人最大工作能力约束以及自主水下机器人剩余工作时间，得到该任务目标的价值；根据各个自主水下机器人对每个任务目标的成本以及任务目标的价值，建立各个自主水下机器人决策任务目标概率模型；根据各个自主水下机器人决策任务目标概率模型，完成多个自主水下机器人的决策任务分配。本发明通过自主水下机器人自主决策，避免了长期制约水下作业发展的由集中决策带来的水下通讯高负荷的问题。
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公开(公告)号：CN112445244B
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN202011237182.6
申请日：2020-11-09
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
Abstract: 本发明涉及水下机器人目标搜索技术领域，尤其涉及多自主水下机器人的目标搜寻方法。针对多自主水下机器人多源目标融合、低带宽数据通信等关键问题，提出了一种适用于多自主水下机器人的海底目标搜寻方法，首先估算目标的初始位置；然后采用分布式滤波方法得到自主水下机器人对目标的局部估计，同时量化评估自主水下机器人导航精度对目标搜索精度的影响；最后利用多自主水下机器人交互的目标局部估计信息，实现对目标位置的全局优化估计。本方法能够有效地处理多自主水下机器人的海底目标搜寻问题，量化描述自主水下机器人导航精度对目标位置估计精度的影响，采用分布式递推模式融合多源数据，提高目标搜寻的位置精度，具有较强的工程应用价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111928850A
公开(公告)日：2020-11-13
申请号：CN202010198740.6
申请日：2020-03-20
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及水下组合导航技术领域，尤其涉及一种自主水下机器人极地冰架下环境的自主水下机器人的组合导航方法组合导航方法，针对极地水下长航程的自主水下机器人长时间航行的累积导航误差消除问题，实现自主水下机器人自主携带声学导航信标，自主水下机器人自主布放声学导航信标，自主标定声学信标布放三维空间位置，最后根据信标标定结果进行单信标组合导航，解决冰下长时间远程自主水下机器人导航位置的累积偏移问题。本发明的重点是解决冰下布放信标的位置标定问题，在信标标定成功后，再根据信标标定位置和单信标测距对冰下自主水下机器人进行导航。
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公开(公告)号：CN114169707B
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202111400803.2
申请日：2021-11-24
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G06Q10/0631 , G06Q10/0637 , G06N7/01
Abstract: 本发明涉及机器人任务分配领域，尤其涉及多异构自主水下机器人的动态任务自主分配方法，包括以下步骤：根据自主水下机器人到达某任务目标的航行时间，得到该自主水下机器人对于该任务目标的成本；根据某一任务目标的动态价值、对于该任务目标所有自主水下机器人最大工作能力约束以及自主水下机器人剩余工作时间，得到该任务目标的价值；根据各个自主水下机器人对每个任务目标的成本以及任务目标的价值，建立各个自主水下机器人决策任务目标概率模型；根据各个自主水下机器人决策任务目标概率模型，完成多个自主水下机器人的决策任务分配。本发明通过自主水下机器人自主决策，避免了长期制约水下作业发展的由集中决策带来的水下通讯高负荷的问题。
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公开(公告)号：CN114200929A
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN202111400805.1
申请日：2021-11-24
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及到多水下机器人路径规划技术领域，尤其设计一种多自主水下机器人基于探测区域覆盖率的路径规划方法。包括以下步骤：基于待探测区域的地形条件以及自主水下机器人的探测能力，构建二维栅格模型；基于二维栅格模型，采用分步迭代的方式确定单体自主水下机器人的探测轨迹，进而得到单体自主水下机器人进行梳型探测时的探测面积；利用单体自主水下机器人进行梳型探测时的探测面积，结合粒子群优化算法，得到满足多自主水下机器人最大探测覆盖率时的路径规划。本方法时刻计算自主水下机器人当前航线与所有登高线关系并确定安全的方法。使得规划更快速，适合海上不断变化的探测环境，具有很高的工程意义。
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公开(公告)号：CN114815590B
公开(公告)日：2024-06-18
申请号：CN202210429955.3
申请日：2022-04-22
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明属于水下机器人控制领域，具体说是一种水下机器人基于优化能耗的推力分配方法。包括以下步骤：1)基于水下机器人推进器产生的推力，构建相邻时刻推进器推力与能耗关系的目标函数J；2)构建目标函数线性优化近似解方程；3)根据目标函数线性优化近似解方程，得到某一时刻推进器的推力Tk；4)循环执行步骤1)～步骤3)，根据推进器的推力实时驱动控制推进器，实现水下机器人低能耗的运动控制。相比传统的推力分配方法计算复杂度高且只能离线执行的缺点，不具备在线实现基于能耗的推力分配的能力，本发明具有简单高效性，能够在线计算基于能耗的推力分配。
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公开(公告)号：CN111928850B
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202010198740.6
申请日：2020-03-20
Applicant: 中国科学院沈阳自动化研究所
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及水下组合导航技术领域，尤其涉及一种自主水下机器人极地冰架下环境的自主水下机器人的组合导航方法组合导航方法，针对极地水下长航程的自主水下机器人长时间航行的累积导航误差消除问题，实现自主水下机器人自主携带声学导航信标，自主水下机器人自主布放声学导航信标，自主标定声学信标布放三维空间位置，最后根据信标标定结果进行单信标组合导航，解决冰下长时间远程自主水下机器人导航位置的累积偏移问题。本发明的重点是解决冰下布放信标的位置标定问题，在信标标定成功后，再根据信标标定位置和单信标测距对冰下自主水下机器人进行导航。
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