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公开(公告)号：CN118068855A
公开(公告)日：2024-05-24
申请号：CN202311858908.1
申请日：2023-12-30
申请人： 西北工业大学宁波研究院
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明涉及一种基于扑动参数调整的仿生水下航行器的速度控制方法，通过速度测量传感器实时监测仿生水下航行器的当前速度，通过模糊算法调整PID控制器的输出，并进行非线性映射得到扑动参数，同时结合CPG控制网络实现精确速度控制，通过调整扑动参数，使仿生水下航行器实现更加细腻的速度控制，从而能够执行高精度需求的任务，同时，通过精确快速调节扑动参数，能够在面对环境突变时快速做出反应，增强了水下航行器在多变环境下的适应能力，特别是在应对海流变化、水温差异以及海底地形的复杂性时，确保了其稳定和可靠的操作性能。
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公开(公告)号：CN117873140A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202311644777.7
申请日：2023-12-04
申请人： 西北工业大学宁波研究院
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明提供了基于深度‑航向‑速度运动解耦的水下航行器控制方法，包括：实时获取实时速度、实时航向角和实时深度；步骤S2，根据实时速度、期望速度和参数数据得到第一控制输出，并根据实时航向角、期望航向角和参数数据得到第二控制输出，以及根据实时深度、期望深度和参数数据得到第三控制输出；步骤S3，根据第一控制输出调整水下航行器两侧胸鳍的扑动频率以调整实时速度至期望速度，并根据第二控制输出调整水下航行器左侧胸鳍或右侧胸鳍的扑动振幅以调整实时航向角至期望航向角，以及根据第三控制输出调整水下航行器尾部舵机的摆角以调整实时深度至期望深度。有益效果是本发明能够实现水下航行器深度‑航向‑速度的运动解耦控制。
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公开(公告)号：CN118226872A
公开(公告)日：2024-06-21
申请号：CN202311873040.2
申请日：2023-12-30
申请人： 西北工业大学宁波研究院
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明涉及一种基于间歇性滑扑的跟随控制方法，通过获取跟随者与领导者的实际距离，根据实际距离与设定距离的偏差，通过PID控制器调整CPG控制器的振幅，通过调整跟随者扑动模态与滑翔模态的切换，在跟随者与领导者距离太远超出跟随区时，通过增加跟随者两侧胸鳍的振幅使跟随者加速，直至跟随者进入跟随区；当跟随者与领导者距离太靠近，通过减少跟随者两侧胸鳍的振幅使跟随者减速，直至跟随者处于跟随区。
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公开(公告)号：CN117406757B
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202311695614.1
申请日：2023-12-12
申请人： 西北工业大学宁波研究院
摘要： 本发明提供了一种基于三维全局视觉的水下自主航行方法，包括：步骤S1，获取环境图像数据和第一运行数据；步骤S2，构建三维坐标系，并根据环境图像数据得到水下航行器的第一位置数据和水下障碍物的第二位置数据；步骤S3，通过路径分析模型进行数据分析生成初始路径并控制水下航行器沿初始路径游动；步骤S4，判断水下航行器的目标位置和实时位置是否相同：若是则控制水下航行器继续游动，随后转向步骤S5；若否则返回步骤S1；步骤S5，获取水下航行器的第二运行数据并输入至CPG相位振荡模型中得到输出角度以进行姿态调整，随后返回步骤S4。有益效果是本发明能够自动对水下航行器进行路径规划和姿态调整，并进行偏航修正和障碍物避让，能提升安全性。
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公开(公告)号：CN117687428A
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202311417003.0
申请日：2023-10-27
申请人： 西北工业大学宁波研究院
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明提供一种水下航行器自主游动时的路径规划方法，在水中的障碍物上以及水下航行器上均设置反光球，水下航行器中设置有下位机；在水下设置多个高速摄像头；对高速摄像头进行环境光去噪处理；对高速摄像头依次进行空间位置标定和动态标定；通过上位机将位置信息和姿态信息依次转换为三维点数据和三维模型；再通过上位机根据三维模型计算水下航行器的航向信息，并将航向信息传输至下位机，使得水下航行器根据航向信息躲避障碍物；本发明能够完全应用在小范围的水域，对于水下航行器的算力要求更小。
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公开(公告)号：CN117148728A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311425136.2
申请日：2023-10-31
申请人： 西北工业大学宁波研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本公开实施例是关于一种具有滑扑切换功能的仿生机器人的控制方法。该方法包括：通过姿态传感器获取航行器当前的姿态；其中，所述姿态包括滑翔模态和扑动模态；利用CPG相位振荡器的固有频率、耦合权重和期望相位差，进行所述滑翔模态和所述扑动模态的切换。本公开实施例中，当固有频率和耦合权重不为0时，CPG相位振荡器输出周期性节律信号，则能够使航行器切换为扑动模态；当固有频率和耦合权重为0时，CPG相位振荡器通过控制相位的一阶导数为0，使相位为常数，控制输出值为定值，CPG相位振荡器输出非周期定常信号，使航行器切换为滑翔模态。通过控制CPG相位振荡器的输出信号，便可实现航行器的间歇性滑扑切换功能。
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公开(公告)号：CN117406757A
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202311695614.1
申请日：2023-12-12
申请人： 西北工业大学宁波研究院
摘要： 本发明提供了一种基于三维全局视觉的水下自主航行方法，包括：步骤S1，获取环境图像数据和第一运行数据；步骤S2，构建三维坐标系，并根据环境图像数据得到水下航行器的第一位置数据和水下障碍物的第二位置数据；步骤S3，通过路径分析模型进行数据分析生成初始路径并控制水下航行器沿初始路径游动；步骤S4，判断水下航行器的目标位置和实时位置是否相同：若是则控制水下航行器继续游动，随后转向步骤S5；若否则返回步骤S1；步骤S5，获取水下航行器的第二运行数据并输入至CPG相位振荡模型中得到输出角度以进行姿态调整，随后返回步骤S4。有益效果是本发明能够自动对水下航行器进行路径规划和姿态调整，并进行偏航修正和障碍物避让，能提升安全性。
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公开(公告)号：CN117873142A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202311660116.3
申请日：2023-12-06
申请人： 西北工业大学宁波研究院
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明公开了一种路径跟踪控制方法及水下航行设备，涉及水下路径跟踪领域，确定预设行进轨迹下待经过的多个航路点，分别确定以各航路点为圆心且半径为第一预设半径的第一圆，各第一圆之间不相交，基于第一圆及FSM理论在任意两个待经过且相邻的航路点之间至少调整一次航向，状态切换为由线段跟踪状态切换为航向更新状态，线段跟踪状态表征水下航行设备保持基于预设航向跟进策略确定的控制信号行进，航向更新状态表征水下航行设备基于新的控制信号行进，该新的控制信号为基于预设航向跟进策略重新确定的用于调整航向的信号。本申请提供的方案能够实现精确地航向控制，使水下航行设备精准地按照预设行进轨迹行进，更利于实际应用。
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公开(公告)号：CN117148728B
公开(公告)日：2024-01-26
申请号：CN202311425136.2
申请日：2023-10-31
申请人： 西北工业大学宁波研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本公开实施例是关于一种具有滑扑切换功能的仿生机器人的控制方法。该方法包括：通过姿态传感器获取航行器当前的姿态；其中，所述姿态包括滑翔模态和扑动模态；利用CPG相位振荡器的固有频率、耦合权重和期望相位差，进行所述滑翔模态和所述扑动模态的切换。本公开实施例中，当固有频率和耦合权重不为0时，CPG相位振荡器输出周期性节律信号，则能够使航行器切换为扑动模态；当固有频率和耦合权重为0时，CPG相位振荡器通过控制相位的一阶导数为0，使相位为常数，控制输出值为定值，CPG相位振荡器输出非周期定常信号，使航行器切换为滑翔模态。通过控制CPG相位振荡器的输出信号，便可实现航行器的间歇性滑扑切换功能。
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