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公开(公告)号：CN109186605B
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN201811017297.7
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于UWB室内定位的无人艇船载测速测向方法，属于水面无人艇的室内定位信息获取技术领域。该方法基于UWB室内定位装置，充分考虑定位数据的传输特性，经历阈值处理和卡尔曼滤波器的初步过滤，利用速度解算算法F_outvel(i)得到稳定的速度输出；利用多个定位标签之间的耦合关系和无人艇自身几何特性，分别设计出艏向判定算法F_faigate(n，i)和艏向解算算法F_outfai(i)，从而获得实时的艏向输出，上位机解算之后通过串口经由无线电实时将解算结果发送到目标无人艇，由无人艇上相应的无线电通信模块进行接收，形成信息交互。本发明设计的测速测向系统满足了无人艇运动控制点的需要、稳定、低成本、实时的要求；实现了无人艇的室内定位、速度、艏向多元信息的获取。
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公开(公告)号：CN113741468A
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN202111050135.5
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种分布式无人艇编队的有限时间容错控制方法。步骤1：基于外部干扰和执行器故障建立无人艇编队动力学模型，并确定控制目标；步骤2：基于步骤1的无人艇编队动力学模型，建立滤波补偿机制虚拟速度控制指令；步骤3：基于步骤2的虚拟速度控制指令，建立有限时间容错控制器；步骤4：基于步骤3的有限时间容错控制器，验证无人艇编队系统闭环控制的稳定性和鲁棒性。本发明为了实现无人艇编队的协同控制问题。
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公开(公告)号：CN109992894B
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN201910264061.1
申请日：2019-04-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/20
Abstract: 本发明提供一种考虑感知信息误差的无人艇局部环境建模方法，获取无人艇运动状态信息和环境感知信息，对获取的环境感知信息进行处理，建立环境模型中的障碍物更新机制；依据障碍物出现的概率，决定其在环境模型中的标识与剔除，建立感知环境模型，对于环境的表示，采用便捷高效的栅格法。本发明考虑水面无人艇在实际航行过程中感知信息存在的误差，通过对无人艇获取的瞬时障碍物进行筛选，将大概率出现的较准确的障碍物位置标识在环境模型中，剔除了由于感知误差而误产生的障碍物点，提高了无人艇在实际航行过程中路径规划的稳定性和准确性，对于无人艇在实际情况下处于障碍物较多且较小的复杂环境中的精确路径规划有重要作用。
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公开(公告)号：CN113581373A
公开(公告)日：2021-11-02
申请号：CN202110870486.4
申请日：2021-07-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开一种船间自动挂钩与脱钩装置，包括锁定装置和捕捉装置，锁定装置包括第一锁定机构和第二锁定机构，第一锁定机构和第二锁定机构中的一者用于安装在船只船尾，另一者用于安装在船只船艏，第一锁定机构和第二锁定机构之间能够自动锁紧连接和自动解锁分离，以实现前后船只之间的自动挂钩与脱钩；捕捉装置安装于船只船尾，包括捕捉网和捕捉网张紧与传动机构，捕捉网能够在前后船只挂钩之前，对后船捕捉，并拉动后船向前船船尾靠近。本发明能够实现“海上列车”舰艇编队船与船间的自动挂钩与脱钩，可以实现两艘以上各类舰艇和船舶的纵向首尾无间隙连接，实现“海上列车”舰艇编队的编队重构，并提升“海上列车”的整体耐波性，实用性强。
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公开(公告)号：CN113071639A
公开(公告)日：2021-07-06
申请号：CN202110425201.6
申请日：2021-04-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63C11/52
Abstract: 本发明属于水下航行器技术领域，具体涉及一种高速智能水下航行器。本发明基于伯努利原理，通过滚动面装置实现水下航行器的快速避障，其中滚动面的表面有凹槽，可以增加与流体的接触面积，从而提高对流体的带动作用。本发明通过声学目标识别系统发现远距离的障碍物并提供示警，通过双目摄像系统以及基于人工神经网络的数据分析系统智能识别近距离障碍物的距离与形状，并精准控制推进器与滚动面装置实现避障。本发明可在水下高速行驶，能够在复杂海洋环境中实现智能避障，并提供高机动性。
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公开(公告)号：CN108319140B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201810106120.8
申请日：2018-02-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种重定义输出式无模型自适应航向控制方法及系统，给定航向系统的期望输出量y*(k)＝f(r*,ψ*)并输入至无模型自适应控制器，将航向系统输出量y(k)＝f(r,ψ)作为无模型自适应控制器的负反馈输入，通过无模型自适应控制器解算和在线辨识，输出期望输入u(k)，期望输入u(k)输入至操纵机构，操纵机构执行期望输入指令，将执行结果输入至水中航行设备，改变水中航行设备的航向角速度r和航向角ψ，通过姿态传感器作为负反馈输入至无模型自适应控制器。本发明通过重定义舰船航向系统的输出，使得水中航行设备航向系统满足MFAC理论对受控系统“拟线性”假设条件的要求，即控制输入增加时，相应的受控系统输出是不减的。从而使得该重定义输出式MFAC算法适应于舰船的航向控制。
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公开(公告)号：CN112810785A
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN202110002094.6
申请日：2021-01-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种仿生水母机器人，适用于水下潜伏、水下侦查、目标跟踪、反潜等军事用途，以及海洋生物研究、海底勘探等民用需求。该仿生水母机器人，包括头部部分、伞体部分、以及能源部分。头部部分包括硬质外壳、固定板、环境感知模块、单片机、电源。伞体部分包括多节骨架机构、舵机、伞体弹性薄膜。该仿生水母机器人采用水母式游动方式时，通过伞体部分周期性收缩舒张进行游动，具有噪声小、隐蔽性好、能耗低等优势。此外，该仿生水母机器人采用控制部分、动力部分、能源部分三者分离式的设计。此设计方便对易损坏的伞体部分更换，能源部分的更换与安装，以及控制系统的维护和程序修改。
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公开(公告)号：CN109116727B
公开(公告)日：2021-05-11
申请号：CN201811031880.3
申请日：2018-09-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明属于海洋运载器运动控制领域，具体涉及一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法；包括向海洋运载器下达期望航速指令即y*(k)；通过传感器测得海洋运载器当前的实际航速y(k)，并计算航速误差e(k)；若|e(k)|小于预先设定的误差阈值e0，则认为海洋运载器航速收敛到期望航速，否则将e(k)作为基于低通滤波器的PID_FO_FFDL_MFAC算法的输入，并由该控制器解算出当前时刻的期望指令u(k)，海洋运载器推进机构即螺旋桨或喷水推进等模式执行期望指令，海洋运载器航速发生改变；通过海洋运载器上搭载的传感器测得此刻海洋运载器的实际航速，本发明通过引入低通滤波器降低了微分项的引入对系统性能的不利影响，从而使得海洋运载器航速能够快速稳定收敛到期望航速。
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公开(公告)号：CN109240289B
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN201811015888.0
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法涉及波浪滑翔器的运动控制领域，具体涉及波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法。波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法，包括浮体艏摇响应自适应滤波方法和潜体艏摇响应自适应滤波方法，二者并行运行。本发明提供的一种波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法，根据波浪滑翔器实际航行的动态数据修正数据模型，实现自适应滤波，能够同时估计波浪滑翔器的浮体和潜体的艏向角与转艏角速度，在不确定性环境干扰和模型参数摄动的影响下仍然能够达到良好的滤波效果。本发明结构简单，易于实现，具有较好的自适应性，应用于波浪滑翔器运动控制系统中能够有效改善控制效果。
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公开(公告)号：CN111665846A
公开(公告)日：2020-09-15
申请号：CN202010589821.9
申请日：2020-06-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种基于快速扫描法的水面无人艇路径规划方法，它涉及水面无人艇技术领域。本发明为解决现有水面无人艇路径规划时，传统势能法易产生局部极小值的问题。本发明包括获取全局地图信息，通过快速扫描法构建静态全局环境势场；获取当前无人艇状态和周围障碍物信息，并根据无人艇任务要求，通过快速扫描法构建以任务终点为源点的势场；通过快速扫描法构建动态障碍物模型；叠加步骤二和步骤三得到的势场，获得无人艇最终的规划势场；在步骤四中的势场内采用梯度下降法规划无人艇航行路径；若无人艇到达任务目标点，循环结束；否则转到步骤三。本发明用于水面无人艇路径规划。
