公开(公告)号：CN117612073A

公开(公告)日：2024-02-27

申请号：CN202311510533.X

申请日：2023-11-14

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张磊 ,  张健 ,  杜祥 ,  黄兵 ,  王文博 ,  庄佳园 ,  鲁阳

IPC: G06V20/50 ,  G06V10/20 ,  G06V10/44 ,  G06V10/80 ,  G06V10/764 ,  G06V10/82 ,  G06N3/0464 ,  G06N3/08 ,  G06T5/77 ,  G06T5/90

Abstract: 本发明提出了一种适用于极地环境的快速船舶感知系统及方法，首先输入图片进行判断是否为失真图片，并利用MSRCR对失真图片进行修复增强；基于RAFconv的思想提出LAWDS，得到改进主干特征提取网络，进行图像特征提取，在保证较高检测精度的同时，尽可能地减少计算量和内存占用；使用基于组卷积提出EMSC卷积结构特征金字塔用于处理多尺度目标检测，减少不同特征的分类参数量；最终基于提出的快速感知系统获得检测结果；本发明兼具实时性与鲁棒性好且便于部署的特点，针对极地环境获取图像质量不高，能增强图像质量，加强检测精度，因减少参数量，减少内存占用，能满足极地无人艇设备嵌入式系统算力限制要求。

公开(公告)号：CN116820101A

公开(公告)日：2023-09-29

申请号：CN202310778339.3

申请日：2023-06-29

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张磊 ,  应燕青 ,  易广傑 ,  李书远 ,  黄兵 ,  庄佳园 ,  张博宇 ,  黄子玚

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明是一种距离信息缺失下的欠驱动无人艇编队控制方法。本发明涉及无人艇编队控制技术领域，本发明提出在不依赖视距仪的情况下，依靠光学传感器测得的方位信息，实现欠驱动无人艇的编队控制。该算法可以有效实现欠驱动无人艇编队的轨迹跟踪，通过最小学习参数算法减小在线计算量可以降低对系统资源的需求。首先，建立欠驱动无人艇编队运动学动力学模型，对姿态子系统进行模型转换；随后，构建无人艇的目标编队队形并确定控制目标；最后设计领导‑跟随结构的编队控制器，并验证无人艇编队系统的稳定性和鲁棒性。本发明能够在通信距离缺失的情况下有效实现无人艇编队的轨迹跟踪控制，证明了控制系统的误差信号均能快速收敛。

公开(公告)号：CN115617039A

公开(公告)日：2023-01-17

申请号：CN202211121621.6

申请日：2022-09-15

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张磊 ,  郑宇鑫 ,  黄兵 ,  郑帅 ,  马向峰 ,  李哲 ,  王伟 ,  庄佳园

IPC: G05D1/02

Abstract: 一种基于事件触发的分布式仿射无人艇编队控制器构建方法和无人艇编队控制方法，涉及一种分布式控制与仿射编队方法相结合的编队控制器，以及一种动态事件触发机制，属于无人艇控制技术领域，本发明为解决无人艇编队任务中存在的队形固定以及缺乏灵活性的问题，本发明提供的技术方案为：根据待编队的无人艇编队模型定义编队队形和应力矩阵；根据定义的编队队形，设计无人艇编队的分布式仿射变换艏向跟踪控制器；根据应力矩阵的性质，设计无人艇编队的分布式仿射变换位置跟踪控制器；并设计了无人艇编队控制方法，本发明适合应用于无人艇编队控制技术领域。

公开(公告)号：CN115432119A

公开(公告)日：2022-12-06

申请号：CN202211235121.5

申请日：2022-10-10

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 庄佳园 ,  杨俊 ,  王建东 ,  张磊 ,  黄兵 ,  苏玉民 ,  楼朝纲 ,  刘英浩 ,  龙潋予

IPC: B63B21/62

Abstract: 一种应用于多水面舰艇的自重构的对接与分离装置，属于对接与分离装置。为了解决水面舰艇之间无法达到快速捕获以及艏、艉连接与释放功能的问题。本发明中主动锁紧连接副包括锁紧机构和对接导向定位部；锁紧机构的一端安装在前方艇体的艉部，对接导向定位部安装在锁紧机构的另一端；被动锁紧连接副包括锁紧连接部和定位连接部；定位连接部的一端安装在后方艇体的艏部，锁紧连接部安装在定位连接部的另一端；锁紧连接部穿过对接导向定位部并插装在锁紧机构内；所述的定位连接部处于对接导向定位部内并实现前方艇体与后方艇体的径向定位锁紧及撞击缓冲。本发明通过抛物面形的对接导向定位部和单驱动对接锁紧装置可快速实现多个水面舰艇的对接与分离。

公开(公告)号：CN115122839A

公开(公告)日：2022-09-30

申请号：CN202210820446.3

申请日：2022-07-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张恩华 ,  黄兵 ,  庄佳园 ,  周彬 ,  朱骋 ,  苏玉民 ,  张磊

IPC: B60F3/00 ,  B63B1/14 ,  B63H5/07 ,  B63H7/02

Abstract: 一种适应海况的水陆两栖可变片体艇，它涉及一种水陆两栖可变片体艇。本发明为了解决现有单体艇和水陆两栖艇将无法保证航行安全性以及水面单栖的问题。本发明的固定水翼与单体船艇体的前部下端固定连接，两个轮系联动机构安装在单体船艇体的上端面上，每个轮系联动机构的上夹板两侧分别安装有一组轮系结构，片体收放联动机构安装在单体船艇体上，且片体收放联动机构位于两个轮系联动机构之间，片体收放联动机构的端部分别安装有一个片体，两个片体在片体收放联动机构的驱动下实现单体和三体的切换，涵道风扇推进器安装在单体船艇体后部的轮系联动机构上，螺旋桨安装在单体船艇体的尾部。本发明用于水陆两栖航海。

公开(公告)号：CN110837255B

公开(公告)日：2022-07-15

申请号：CN201911084660.1

申请日：2019-11-08

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 庄佳园 ,  张磊 ,  王博 ,  孙寒冰 ,  罗靖 ,  苏玉民 ,  曹建 ,  沈海龙

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供的是一种适用于高速水面无人艇的自主危险规避方法。步骤1：获取当前无人艇状态、指令信息以及周围障碍物信息；步骤2：通过高可信局部环境建模方法建立无人艇环境模型；步骤3：输出当前环境模型中已稳定障碍物信息；步骤4：通过基于速度障碍物的高可靠航向稳定保持方法得到新的指令信息；步骤5：输出新的指令信息。本发明可以有效提高无人艇探测范围内的障碍物位置、尺寸的可信度；该方法可同时避免不必要的航向调整，有效的保证了高速无人艇自主航行的安全性。大量高速自主危险规避试验(≥40节)证明本发明可以在不同实际海洋环境中保证高速无人艇自主安全航行。

公开(公告)号：CN114564030A

公开(公告)日：2022-05-31

申请号：CN202210170552.1

申请日：2022-02-24

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 朱骋 ,  黄兵 ,  张磊 ,  苏玉民 ,  庄佳园 ,  周彬

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明提供一种可进行六自由度旋转的水下机器人鲁棒性控制方法，包括：建立基于旋转矩阵的水下机器人六自由度系统模型；对跟踪误差进行一定的模型转换并确定控制目标；设计有限时间滑模控制器；对系统稳定性进行证明。本发明通过引入旋转矩阵表示系统姿态，可以进行六自由度旋转并且避免了大角度旋转产生的奇异现象或退绕现象，并通过引入双曲正切函数设计一种滑模控制方法，在考虑了外界干扰、模型参数不确定的情况下实现有限时间有限时间稳定并有效消除抖振。

公开(公告)号：CN114035566A

公开(公告)日：2022-02-11

申请号：CN202111049357.5

申请日：2021-09-08

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 黄兵 ,  王巍凯 ,  张宇航 ,  张磊 ,  苏玉民 ,  沈海龙 ,  庄佳园

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了无人艇有限时间抗饱和控制器的设计方法、系统及装置，属于无人水面艇运动控制技术领域，解决受到外部干扰、模型不确定性和输入饱和约束的无人艇分布式编队控制问题的问题。本发明的方法包括：建立单艘无人艇的数学模型，获取单艘无人艇的三自由度的动力学模型,并对三自由度的动力学模型进行转换；根据转换的三自由度的动力学模型，建立编队系统的跟踪误差动力学模型，获取单艘无人艇的跟踪误差和跟踪误差的导数；根据转换的三自由度的动力学模型，建立编队系统的动力学模型；根据单艘无人艇的数学模型、编队系统的跟踪误差动力学模型和编队系统的动力学模型设计有限时间抗饱和控制器。本发明适用于对多无人艇的分布式编队控制。

公开(公告)号：CN113848958A

公开(公告)日：2021-12-28

申请号：CN202111049382.3

申请日：2021-09-08

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张磊 ,  黄子玚 ,  黄兵 ,  毛磊 ,  庄佳园 ,  苏玉民 ,  沈海龙

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种基于四元数的全驱动抗退绕水下机器人有限时间容错轨迹跟踪控制方法，包括：建立基于四元数的水下机器人运动数学模型；通过水下机器人运动数学模型获取水下机器人的运动状态信息及参考轨迹，建立轨迹跟踪误差动力学方程；结合双曲正切函数设计非线性快速终端滑模变量；考虑到未知的外界扰动和时变的惯性参数，根据轨迹跟踪误差动力学方程和非线性快速终端滑模变量设计自适应容错控制器。该方法解决了全驱动水下机器人的轨迹跟踪控制问题，考虑到未知的洋流扰动、时变的惯性参数以及执行机构故障的影响，实现了水下机器人在有限时间内跟踪上期望轨迹。

公开(公告)号：CN112572718B

公开(公告)日：2021-10-01

申请号：CN202011343769.5

申请日：2020-11-25

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 苏广胜 ,  沈海龙 ,  余磊 ,  李宁宇 ,  苏玉民 ,  张磊 ,  庄佳园 ,  黄兵 ,  王博

IPC: B63B71/00

Abstract: 本发明属于仿生流体力学技术领域，具体涉及一种仿生柔性鳍水动力性能测量实验装置及方法。本发明可以通过调节仿生柔性鳍的运动频率、水槽中水流的大小和齿轮组的初始相位差，测量柔性鳍在不同斯托罗哈数、雷诺数下的推力、运动模式下的水动力性能。本发明中仿生柔性鳍两侧弦长中间位置设有颜料释放口，分别储存两种颜色的颜料，在仿生柔性鳍运动时，颜料会向水中扩散，实现仿生柔性鳍周围流场的可视化；消波板能减少自由液面对于柔性鳍尾流中涡系的干扰，保证测量结果的准确性。本发明采用小型步进电机和齿轮组带动柔性鳍运动，六分力天平进行测量，鳍表面播撒颜料的方案，结构简单，易于测量仿生柔性鳍的水动力性能并可视化周围流场。