公开(公告)号：CN106885576B

公开(公告)日：2020-02-14

申请号：CN201710094805.0

申请日：2017-02-22

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  王汝鹏 ,  姜言清 ,  马腾 ,  丛正 ,  贡雨森 ,  盛明伟 ,  张强 ,  张蔚欣 ,  何佳雨

IPC: G01C21/20

Abstract: 本发明提供的是一种基于多点地形匹配定位的AUV航迹偏差估计方法。(1)地形匹配定位的搜索区间估计；(2)未知潮差和测量误差情况下的地形匹配定位；(3)测量误差估计和定位置信区间估计；(4)定位误差估计；(5)多点地形匹配定位初航迹偏差估计；(6)航迹关联与误定位点剔除；(7)航迹二次拟合。本发明的优点是结合了推算导航在时域和空域都缓慢变化而地形匹配定位结果在时域和空域不具有扩散性的特点，在航迹线上获得多个密集的地形匹配定位点，多点的定位信息拟合推算导航的航迹线从而使得定位的精度和可靠性大幅增加。

公开(公告)号：CN110726415A

公开(公告)日：2020-01-24

申请号：CN201911000169.6

申请日：2019-10-21

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  张千一 ,  马腾 ,  曹建 ,  丛正 ,  贡雨森 ,  武皓微

IPC: G01C21/32

Abstract: 本发明属于海底地形同步定位与建图领域，具体涉及一种自适应的水下多波束同步定位与建图方法。本发明采用反距离加权方法实现在不提取环境特征的情况下进行数据关联并通过库尔贝克-莱布勒散度采样实现粒子数实时调整的基于粒子滤波的AUV测深数据同步定位与建图技术。本发明通过粒子分地图与均值轨迹分地图匹配实现不需要提取特征情况下的数据关联，通过库尔贝克—莱布勒散度实时控制粒子数，同时采用地形丰富度对粒子权值进行修正，提高了算法的鲁棒性。本发明不需要在海底地形中提取特征，可以实时控制粒子数，同时能够保证建图精度和实时性，适用性好，计算开销小，可以保证实时性。

公开(公告)号：CN110263400A

公开(公告)日：2019-09-20

申请号：CN201910503700.5

申请日：2019-06-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  范佳佳 ,  廖煜雷 ,  姜权权 ,  姜言清 ,  袁铭啸 ,  武皓微 ,  姜文 ,  贾琪 ,  杜廷朋

IPC: G06F17/50

Abstract: 本发明提供一种无人艇非线性动力学模型的积分辨识方法，通过获取所需辨识双体无人艇Z型试验数据；对数据中大幅度偏离真实值的野值进行剔除处理；建立无人艇一阶非线性K-T方程的运动模型；选取舵角和艏向角速度与时间的关系列表；对K-T方程进行积分化处理，对需辨识的模型方程两侧基于时间区域进行积分，利用积分方式舍掉角加速度，引入艏向角数据；对积分区间离散并求积，对积分区间以控制节拍为基准进行离散，并采取牛顿-科特斯求积公式插值求积；利用最小二乘方法使辨识方程两侧差值的平方最小，即可求得K,T,α的值。本发明的方法可以对无人艇操纵模型的一阶非线性项进行辨识，在无人艇动力学模型辨识上具有显著进步，可以同时兼顾效率与性能。

公开(公告)号：CN110057365A

公开(公告)日：2019-07-26

申请号：CN201910365822.2

申请日：2019-05-05

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张强 ,  李晔 ,  张雯 ,  曹建 ,  李岳明 ,  姜言清 ,  廖煜雷 ,  李宏伟

IPC: G01C21/20 ,  G01C21/16

Abstract: 本发明涉及水下导航领域，具体涉及一种大潜深AUV下潜定位方法。通过AUV搭载水下通信节点、捷联惯导系统和温盐深传感器；构建纯距离误差估计滤波模型；水面母船向AUV发送NED坐标系位置信息及时间信息；AUV记录捷联惯导系统定位信息及温盐深传感器信息；通过传输时间和温盐深传感器信息得到AUV到母船的测距信息；构建强跟踪UKF算法；融合水面母船水平定位信息、测距信息和捷联惯导系统定位信息和深度信息，跟踪深潜过程中AUV在NED坐标系下的水平定位误差以及载体坐标系下AUV的测速误差，对捷联惯导系统校正得到精确AUV下潜定位信息。本发明能够扩展AUV捷联惯导系统的水下在线校正手段，有效降低定位误差修正时间成本和设备成本，增强AUV的海洋环境适配能力。

公开(公告)号：CN110031849A

公开(公告)日：2019-07-19

申请号：CN201910312013.5

申请日：2019-04-18

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 盛明伟 ,  李俊 ,  李岳明 ,  秦洪德 ,  李晔 ,  曹建 ,  刘奕晖 ,  唐松奇

IPC: G01S15/88 ,  B63C11/52 ,  H04N7/18

Abstract: 本发明提供的是一种全海深水下机器人视听探测系统及探测方法。包括浮标、水声通讯声呐、耐压舱、照明灯、摄像机、麦克风、高度计、视听数据采集模块、图像压缩处理模块和主控制模块。耐压舱通过水密线将电信号输入给照明灯、摄像机和麦克风，摄像机和麦克风将视频图像信号和声信号回传到视听数据采集模块上。图像压缩处理模块与主控制模块TCP/IP全双工通信；主控制模块与水声通信声呐串口通讯；水声通信声呐与浮标半双工水声通讯；浮标与母船上无线电通讯。本发明使水下机器人能够在浅海至最深11000m下采集图像、视频和音频信息，并使用改进的小波变换图像压缩算法将图像进行压缩，通过水声通信传递给浮标，再经过无线电传递给母船。

公开(公告)号：CN109885059A

公开(公告)日：2019-06-14

申请号：CN201910186074.1

申请日：2019-03-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 王磊峰 ,  廖煜雷 ,  潘恺文 ,  李晔 ,  范佳佳 ,  姜文 ,  李一鸣 ,  苏玉民

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提出了一种操纵响应方程在线多参数异步估计方法，属于海洋航行器操纵性模型参数估计技术领域，适用于舰船与波浪滑翔器。本方法首先设置准则函数，准则函数包括操纵响应方程左右两端之差的平方及当前时刻主参数与上一时刻主参数的估计值之差的平方，所述的准则函数的相对权重由权重系数调节；然后，将准则函数根据当前时刻主参数的估计值求极小值，加入步长因子，迭代修正当前时刻主参数的估计值；最后重复以上步骤，直至收到估计过程结束指令，保证在估计过程中所述主参数遍历操纵响应方程中所有需要估计的参数。本方法利用实际航行数据实时修正操纵性参数，显著提高快速性与便利性，广泛应用于数据滤波、自动控制等多种应用中。

公开(公告)号：CN109828463A

公开(公告)日：2019-05-31

申请号：CN201910125027.6

申请日：2019-02-18

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  潘恺文 ,  廖煜雷 ,  王磊峰 ,  张蔚欣 ,  卢倪斌 ,  漆池 ,  武皓微

IPC: G05B13/04 ,  B63B35/44

Abstract: 本发明提供的是一种海流干扰自适应波浪滑翔器艏向控制方法。针对波浪滑翔器在不同期望潜体艏向下，海流相对波浪滑翔器流速、流向不同的特点，考虑波浪滑翔器在长航时、大航程作业过程中遭遇海流不断改变的工况，利用策略直接搜索的强化学习方法实现在艏向控制器中对环境干扰的动态补偿。所述策略直接搜索强化学习方法借助径向基神经网络拟合动作值函数，基于ITAE性能指标设计回报函数作为控制效果的评价指标。通过不依赖控制模型的、可以动态调整偏移的曲面控制器，提升波浪滑翔器在不同期望潜体艏向角、不同海流流速、流向下的艏向艏向控制精度。

公开(公告)号：CN107554694B

公开(公告)日：2019-05-21

申请号：CN201710722303.8

申请日：2017-08-22

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 盛明伟 ,  马腾 ,  庄佳园 ,  李晔 ,  张磊

IPC: B63B17/00 ,  G01S15/88

Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇的水下三维地形探测系统，主要包括水面无人艇的艇体、GPS传感器、惯性导航系统、多波束探测电子舱、吊环座、多波束声纳基阵及其搭载系统；多波束声纳基阵及其搭载系统包括多波束声纳左右基阵、声速剖面仪、电机座、电机模块、连接管、吊环、托鱼和声纳基阵架组成，多波束声纳左右基阵装载在声纳基阵架上，包裹于拖鱼中，左右基阵呈60°；声纳基阵架通过连接管固定于电机模块上；左右声纳基阵采集声学回波数据通过水密电缆传输到固定于无人艇甲板上的多波束电子舱，电子舱通过接收水面无人艇GPS信号和惯性导航系统获得的姿态、速度等信息，实时发送并补偿修正水面无人艇行驶区域的水下地形信息。

公开(公告)号：CN109733544A

公开(公告)日：2019-05-10

申请号：CN201910037366.9

申请日：2019-01-15

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张蔚欣 ,  廖煜雷 ,  李晔 ,  李志晨 ,  潘恺文 ,  贾琪 ,  王博 ,  苏玉民

IPC: B63B35/00 ,  B63H21/20 ,  B63H1/36 ,  B63H25/42

Abstract: 一种自然能驱动的翼舵联动长航时双体无人艇，属于无人艇领域。本发明包括双体船片体、波浪摆动水翼、翼舵联动机构、水翼安装板、太阳能板、风力发电机和风机支架。摆动水翼总共4片，船艏船艉各2片，沿船宽方向并列布置，这种布置方式克服了大展翼时的结构增重负担。前后水翼向船艏和船艉伸出，使得水翼利用船体在波浪中的纵摇运动，其升沉幅度大于片体艏部和艉部的升沉幅度，有效提高了水翼产生的推力。翼舵联动机构采用液压传动装置，通过限定船体左右两侧的摆动水翼的转动范围，改变两侧水翼的推力，产生推力差驱动无人艇快速转艏，当同时限定所有水翼转动使其不能产生推力时，无人艇可迅速停止，因此无人艇具有快速转艏和紧急停车的能力。

公开(公告)号：CN109489672A

公开(公告)日：2019-03-19

申请号：CN201910041363.2

申请日：2019-01-16

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 贾知浩 ,  廖煜雷 ,  李晔 ,  贾琪 ,  姜文 ,  杜廷朋 ,  张强 ,  庄佳园

IPC: G01C21/20

Abstract: 本发明提出了考虑海流与无人艇动力学影响的节能A星路径规划方法，步骤包括：(1)获取全局海图信息并网格化；(2)获取无人艇的起点和终点位置信息；(3)将当前位置设为起点位置，创建OPEN和CLOSD表；(4)计算在海流影响下的无人艇航速堆；(5)将当前位置存入OPEN表；(6)依次判断当前位置无人艇是否可以向周围八个方向行驶等。本发明在传统A星路径规划算法的基础上，结合海流影响下的无人艇动力学模型，设计考虑海流影响的能耗启发函数E_heurstic，并通过调整该函数的权值，实现对算法节能效率的动态调节，为无人艇在海面上长时间工作提供技术支持。