公开(公告)号：CN107894240A

公开(公告)日：2018-04-10

申请号：CN201711173667.1

申请日：2017-11-22

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 严浙平 ,  王璐 ,  张宏瀚 ,  张耕实 ,  刘祥玲 ,  吴以 ,  李技云

IPC: G01C25/00

CPC classification number: G01C25/005

Abstract: 本发明公开了一种用于水下无人航行器在极区导航的初始粗对准方法。根据在极区所处位置经纬度，确定初始对准时刻，地心地固坐标系e到格网坐标系G之间的方向余弦矩阵 根据时间间隔Δt确定惯性坐标系与地心地固坐标系之间的方向余弦矩阵 根据捷联惯导系统中陀螺仪输出，确定载体坐标系b到初始时刻与惯性坐标系相固连的载体坐标系b0之间的方向余弦矩阵 ；确定初始对准时刻与惯性坐标系固连的载体坐标系b0到惯性坐标系i的方向余弦矩阵 ；确定载体坐标系b到格网坐标系G方向余弦矩阵 ；解算提取经过初始粗对准后得到的φx，φy和φz以及δφx，δφy和δφz。本发明可有效实现水下无人航行器在极区航行过程中的粗对准，相比于传统粗对准方法在极区应用有更好的精度。

公开(公告)号：CN105511480B

公开(公告)日：2018-03-06

申请号：CN201610104499.X

申请日：2016-02-25

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  郭毅 ,  梁志成 ,  孟德涛 ,  周佳加 ,  张宏瀚 ,  严浙平

IPC: G05D1/04

Abstract: 一种基于人工蜂群优化的模型预测的欠驱动UUV深度控制方法，本发明涉及欠驱动UUV深度控制方法。本发明是要解决存在复杂水平舵角约束条件时UUV深度控制问题，而提出的一种基于人工蜂群优化的模型预测的欠驱动UUV深度控制方法。该方法是通过一、得到欠驱动UUV增量型的垂直面预测模型；二、将水平舵角的控制输入约束条件统一处理为:H△U(k)≤γ；三、通过模型预测控制将UUV深度控制问题转化为约束条件下的二次规划问题；四、求得蜜源的全局最优位置，五、得到k时刻的控制输入；六、确保UUV达到指定UUV下潜的深度R(k+1)完成下潜作业等步骤实现的。本发明应用于UUV深度控制领域。

公开(公告)号：CN105620684B

公开(公告)日：2017-11-21

申请号：CN201610147279.5

申请日：2016-03-15

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张宏瀚 ,  唐照东 ,  王璐 ,  严浙平 ,  陈涛 ,  徐健

IPC: B63C7/16 ,  B66C1/22 ,  B66C13/20

Abstract: 用于水下无人航行器水面布放与回收的吊放吊具，涉及水下无人航行器的水面布放与回收技术，目的是为了解决工作人员下海进行水下无人航行器的水面布放与回收时，存在安全隐患的问题。平衡吊杠的中间位置设置有安装孔，吊带用于连接起吊插座和平衡吊杠，起吊插头固定在水下无人航行器上；插座孔的侧壁内部嵌入两个位置相对的长方体钩头机构，钩头机构通过弹簧转轴固定，两个弹簧转轴平行且均与插座孔的轴线垂直；两根固定线的一端分别固定在两个钩头机构相对的面上，另一端与控制线的一端固定在一起；本发明无需工作人员下水就能够实现吊具与航行器快速解脱和对接，适用于基于水面母船或岸基对水下无人航行器的吊放式布放与回收。

公开(公告)号：CN107315348A

公开(公告)日：2017-11-03

申请号：CN201710538827.1

申请日：2017-07-04

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 杜雪 ,  严浙平 ,  张耕实 ,  廖弘舟 ,  徐健

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种基于惩罚式小波网络的无人潜航器位姿控制装置及方法，通过集成惩罚式小波网络控制参数整定系统生成新的控制器参数，并通过控制器得到控制信息，将其送入动力推进系统进行指令分配，产生纵向推力、横向推力以及力矩，实现UUV的位姿控制。本发明首次采用野值剔除与卡尔曼滤波平滑相结合的方式实现传感器量测量的优化，并且首次提出在控制器的前端加入了集成惩罚式小波网络的控制参数整定系统，结合了小波分析和神经网络的优点，而且引入惩罚项优化网络泛化能力，解决小波网络泛化性能不强的问题，从而能够自适应生成合理的控制器参数，实现无人潜航器的位姿控制。本发明对今后无人潜航器水下作业、运动控制等领域的发展有着积极意义。

公开(公告)号：CN104483975B

公开(公告)日：2017-10-03

申请号：CN201410617653.4

申请日：2014-11-05

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 陈涛 ,  张耕实 ,  严浙平 ,  徐达 ,  张宏瀚

IPC: G05D1/10

Abstract: 本发明公开了一种基于航路点的UUV转弯速度自适应调整方法。从使命文本读取UUV的前一航路点、当前航路点、下一航路点以及规划速度，将规划速度作为速度指令输出；计算出当前航路角；计算当前航路的转弯半径；惯性导航仪实时采集UUV的实际位置；判断UUV是否满足启用转弯速度的条件，如果满足条件，计算并输出转弯速度指令；光纤罗经实时采集UUV的实际航向；判断UUV是否到达当前航路点，如果到达当前航路点，判断使命文本中的航路点是否都已到达，如果都到达，任务结束。本发明可以减少UUV转弯时的航路超调，改善航路跟踪效果。

公开(公告)号：CN107168312A

公开(公告)日：2017-09-15

申请号：CN201710347913.4

申请日：2017-05-17

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 严浙平 ,  徐达 ,  陈涛 ,  周佳加 ,  张勋

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种补偿UUV运动学和动力学干扰的空间轨迹跟踪控制方法，包括以下几个步骤，步骤一，给定平滑有界的期望轨迹yd；步骤二，通过UUV搭载的惯性导航仪、深度计、姿态传感器和多普勒采集UUV当前的位姿信息和速度信息；步骤三：选取UUV前端的虚拟控制点的位置；步骤四，建立轨迹跟踪误差，进行滤波处理；步骤五，利用神经网络，得到估计后UUV运动学和动力学干扰项得到能够补偿干扰项自适应控制律ul；步骤六，得到执行机构控制信号τa＝[τu,τq,τr]T；步骤七，判断UUV前端的虚拟控制点的位置是否到达给定期望轨迹的终点，如果是，则结束运行；否则返回步骤二。本发明能够有效补偿因UUV运行学与动力学干扰，提高控制效果及控制精度。

公开(公告)号：CN106952243A

公开(公告)日：2017-07-14

申请号：CN201710151287.1

申请日：2017-03-14

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张勋 ,  赵晓芳 ,  张宏瀚 ,  严浙平 ,  徐健 ,  陈涛 ,  周佳加

IPC: G06T5/40

CPC classification number: G06T5/40

Abstract: 本发明提供的是一种UUV近海面红外图像自适应归并直方图拉伸增强方法。(1)、获取原始红外图像；(2)、获得红外图像传统直方图；(3)、利用Otsu方法获取归并阈值G；(4)、将小于阈值T的灰度级值对应的像素归并到其右相邻的灰度级中；(5)、对得到的新的归并直方图进行灰度拉伸；(6)、得到增强后的红外图像。本发明能够较好的增强目标，突显海面波浪纹理，并且能够很好显现出模糊图像中景物的轮廓。另外，本发明将Otsu方法应用到归并阈值的选取中，实现了阈值的自适应选取。

公开(公告)号：CN106628072A

公开(公告)日：2017-05-10

申请号：CN201610867271.6

申请日：2016-09-30

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  滕延斌 ,  贾鹏 ,  沈海龙 ,  严浙平 ,  周佳加

IPC: B63G8/00 ,  B63G8/08 ,  B63G8/14 ,  B63G8/38 ,  B63G8/39

CPC classification number: B63G8/001 ,  B63G8/08 ,  B63G8/14 ,  B63G8/38 ,  B63G8/39 ,  B63G2008/002

Abstract: 本发明提供一种仿生多航态深海无人潜水器，在深海无人潜水器本体的艏部的中心位置设置有水下摄像机、艏部的两侧分别设置有可伸缩的机械手，深海无人潜水器本体的中部的两侧分别设置有侧扫声纳，深海无人潜水器本体的尾部设置有仿金枪鱼尾鳍，深海无人潜水器本体的下方设置有三组凹槽，每组凹槽中设置有一组步行足，每组步行足有两条，每条步行足包括安装在深海无人潜水器本体内的一号电机、与一号电机输出轴铰接的一号臂、与一号臂端部铰接的二号臂、与二号臂端部铰接的三号臂，在一号臂与二号臂的铰接处、二号臂与三号臂的铰接处分别设置有二号电机和三号电机，所述二号臂是弯臂。本发明可进行海底行走、海底目标采样。

公开(公告)号：CN105974930A

公开(公告)日：2016-09-28

申请号：CN201610239549.5

申请日：2016-04-18

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  郭毅 ,  滕延斌 ,  梁志成 ,  孟德涛 ,  周佳加 ,  严浙平

IPC: G05D1/06

CPC classification number: G05D1/0692

Abstract: 一种基于非线性模型预测控制的UUV对运动母船的跟踪方法，涉及欠驱动UUV对运动母船的跟踪控制方法。为了解决现有的针对线性模型进行处理的方法对UUV进行控制时存在准确性不高的问题，本发明首先建立欠驱动UUV水平面的预测模型和相应的约束条件；然后选取综合性能指标，将欠驱动UUV对运动母船的跟踪控制问题转化为约束条件下的优化问题；并利用泰勒级数展开和李导数对步骤三中约束条件下的优化问题进行处理，并将求得的解析解作为UUV跟踪系统的控制输入；在每一预测时域，用新的状态值刷新步骤四中的解析解，以此不断运行，直至UUV完成对运动母船跟踪作业。本发明适用于欠驱动UUV对运动母船的跟踪控制。

公开(公告)号：CN105843983A

公开(公告)日：2016-08-10

申请号：CN201610141653.0

申请日：2016-03-14

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  张吉楠 ,  滕彦斌 ,  孙希勋 ,  高立峰 ,  李娟 ,  严浙平

IPC: G06F17/50

CPC classification number: G06F17/5009

Abstract: 基于方差补偿卡尔曼与限定记忆最小二乘对UUV水动力参数的组合辨识方法，涉及一种UUV水动力参数的组合辨识方法。为了解决传统的水动力参数的辨识方法稳定性及辨识结果的准确性低的问题。包括：步骤一：UUV进行定深平面运动和垂直面运动，采集观测数据；步骤二：对观测数据用方差补偿卡尔曼进行初步辨识，获得初步辨识的参数值；步骤三：将参数值作为限定记忆最小二乘法的初始值，对采集的观测数据，进行二次辨识，获得UUV水动力参数；步骤四：根据水动力参数，进行螺旋下潜或螺旋上升仿真运动，获得的轨迹与UUV实航轨迹对比和验证，验证为准确的作为最终的UUV水动力参数。本发明用于确定UUV的运动方程模型。