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公开(公告)号：CN115421492B
公开(公告)日：2024-08-27
申请号：CN202211125288.6
申请日：2022-09-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/644 , G05D1/648 , G05D105/55
Abstract: 本发明公开一种水面无人艇集群巡逻任务分配方法。USV集群接收巡逻任务点；求解所有目标点的中心点；求取出发点T0与所有巡逻点Ti的连线夹角θi；根据角度均分的规则，将目标点按照USV的数量进行均分分组；通过改进遗传算法求解TSP的方式，进行迭代求解；得到每艘USV求解n组任务目标的解决方案，通过投票竞优的方式选出最优方案，作为集群初始巡逻方案；每艘USV巡航过程中，通过计算自身下个目标点的航行成本，轮询周边USV的航行成本，若出现临近USV航行成本低于自身成本的情况，则将该目标点的任务交易给成本低的一方，自身重新规划剩余任务路线；即通过上述方法完成航行路径的二次优化，所有USV均按此方法轮询其它艇，直到所有巡逻任务完成。用以解决很难在短时间通过线性规划等精确计算方式得到任务分配的最优方法的问题。
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公开(公告)号：CN116573125A
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202310443663.X
申请日：2023-04-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种适用于极地观测救援的遥控水下机器人。通过将向上摄像机、前视多波束图像声纳、前视摄像机等感知设备对冰底环境进行扫描观测，以获取冰底形貌的声学光学扫测特征。通过可旋转升降式的多普勒测速计、USBL传感器、深度姿态传感器等位姿传感器，完成ROV在水下的精确导航定位，从而确定冰底形貌特征所对应的位置信息。通过搭载的水下云台摄像机和向上高清摄像机，可以实现冰下特征的光学成像和水下光学目标检测。通过搭载的水下前视图像声纳，可以对冰下环境进行声学成像，以便搜寻失事自主水下机器人AUV。
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公开(公告)号：CN118833382A
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202411039705.4
申请日：2024-07-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种水空跨介质航行器用机翼折叠机构，它涉及一种机翼折叠机构。本发明为了解决现有折叠翼结构在水下航行时阻力大的问题。本发明包括机架、滑块和两组折叠单元，滑块与机架滑动连接，两组折叠单元对称布置在机架两侧，折叠单元中各翼杆的下翼面均在一个平面内，降低折叠单元的厚度，且折叠单元折叠后各翼杆的侧立面相抵，避免各翼杆发生重叠，以此实现最大限度地减小折叠后的体积，减小水下阻力，在保证航行器在水下和空中实际功能的基础上，折叠单元各零件均采用了简洁的设计原理，减少了加工与安装难度，增加了折叠机构的可靠性与稳定性。本发明属于航行器机翼设计技术领域。
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公开(公告)号：CN114911240B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202210593202.6
申请日：2022-05-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种无人机辅助无人艇动态避障路径规划方法，将无人机所识别的目标动态障碍物组成一个TSP环路，使用改进遗传算法求解TSP问题解，使目标动态障碍物组成闭环路径，综合障碍物的无碰撞安全区域和护城河环带区域，得到动态障碍物环境下的安全航行点集，连接相应的点集，组成与障碍物无碰撞的路网集合，当无人艇在此动态障碍物区域航行过程中，通过给出起始点和终点，加入上述得到的路网集合，通过寻优算法进行最优路线计算，得到规划路径。本发明路径规划综合考虑了障碍物的无碰撞安全区域和障碍物之间的相对位置，所得到的动态路网集合会随着识别到的动态障碍物位置变化而变化，达到了对全局状态的实时调整。
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公开(公告)号：CN115421492A
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202211125288.6
申请日：2022-09-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开一种水面无人艇集群巡逻任务分配方法。USV集群接收巡逻任务点；求解所有目标点的中心点；求取出发点T0与所有巡逻点Ti的连线夹角θi；根据角度均分的规则，将目标点按照USV的数量进行均分分组；通过改进遗传算法求解TSP的方式，进行迭代求解；得到每艘USV求解n组任务目标的解决方案，通过投票竞优的方式选出最优方案，作为集群初始巡逻方案；每艘USV巡航过程中，通过计算自身下个目标点的航行成本，轮询周边USV的航行成本，若出现临近USV航行成本低于自身成本的情况，则将该目标点的任务交易给成本低的一方，自身重新规划剩余任务路线；即通过上述方法完成航行路径的二次优化，所有USV均按此方法轮询其它艇，直到所有巡逻任务完成。用以解决很难在短时间通过线性规划等精确计算方式得到任务分配的最优方法的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114911240A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202210593202.6
申请日：2022-05-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种无人机辅助无人艇动态避障路径规划方法，将无人机所识别的目标动态障碍物组成一个TSP环路，使用改进遗传算法求解TSP问题解，使目标动态障碍物组成闭环路径，综合障碍物的无碰撞安全区域和护城河环带区域，得到动态障碍物环境下的安全航行点集，连接相应的点集，组成与障碍物无碰撞的路网集合，当无人艇在此动态障碍物区域航行过程中，通过给出起始点和终点，加入上述得到的路网集合，通过寻优算法进行最优路线计算，得到规划路径。本发明路径规划综合考虑了障碍物的无碰撞安全区域和障碍物之间的相对位置，所得到的动态路网集合会随着识别到的动态障碍物位置变化而变化，达到了对全局状态的实时调整。
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公开(公告)号：CN118723031A
公开(公告)日：2024-10-01
申请号：CN202410910131.7
申请日：2024-07-09
Applicant: 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地
Abstract: 本发明属于水下搜救装置领域，具体涉及一种适用于极地冰下搜索救援的遥控装置。为了解决常用技术形成的机器人回收的难度过大的问题。包括救援挂钩装置、电力载波脐带缆、救援绳、高度计、摄像系统、声学定位信标、动力系统、框架、电子舱、电源舱和深姿传感器，救援绳与救援挂钩装置连接，电力载波脐带缆与电源舱连接，救援挂钩装置、高度计、声学定位信标设置在框架外部，摄像系统、动力系统、电子舱、电源舱、深姿传感器设置在框架内部。发明通过设计电磁挂钩装置，可以携带救援绳对冰下被困机器人开展挂绳任务，实现被困机器人的安全回收，相较于重新开冰孔的回收方法有着小型便捷、操作简单、成本低廉的优势。
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公开(公告)号：CN114894187B
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202210591518.1
申请日：2022-05-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种无人艇导航方法，使用IMU反馈的角度对无人艇进行航向角的闭环控制，引入UWB的定位数据，使无人艇先定当前角度航行一个时间间隔，记录下航行前和时间间隔后的位置坐标，通过两组坐标求解航行的真实角度值，使用卡尔曼滤波的方式融合IMU的陀螺仪数据和坐标点的角度值，最终使用串级积分分离PID算法进行无人艇的航向航速控制，使得无人艇航行过程的精确稳定。本发明通过卡尔曼滤波器融合IMU的漂移航向角度值与UWB的精确位置值，解决了水池条件下小型无人艇由于航向角漂移导致的导航困难问题。本发明硬件实现成本极低，是低成本无人艇水池导航实验较优选择。
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公开(公告)号：CN114894187A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210591518.1
申请日：2022-05-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种无人艇导航方法，使用IMU反馈的角度对无人艇进行航向角的闭环控制，引入UWB的定位数据，使无人艇先定当前角度航行一个时间间隔，记录下航行前和时间间隔后的位置坐标，通过两组坐标求解航行的真实角度值，使用卡尔曼滤波的方式融合IMU的陀螺仪数据和坐标点的角度值，最终使用串级积分分离PID算法进行无人艇的航向航速控制，使得无人艇航行过程的精确稳定。本发明通过卡尔曼滤波器融合IMU的漂移航向角度值与UWB的精确位置值，解决了水池条件下小型无人艇由于航向角漂移导致的导航困难问题。本发明硬件实现成本极低，是低成本无人艇水池导航实验较优选择。
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公开(公告)号：CN118816858A
公开(公告)日：2024-10-22
申请号：CN202410632073.6
申请日：2024-05-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于滤波的多传感器融合冰下里程计装置,属于水下机器人导航与定位领域。本发明紧耦合双目相机、成像声呐、IMU和深度计，获取冰下的测量信息；可移动物体在冰下作业时，利用搭载的双目相机垂直对上，采集冰盖底部的光学图像；利用搭载的前视声呐对前斜向上倾角30度，采集冰盖底部的视觉图像，并记录惯性测量单元和深度计的实时加速度、角速度和深度数据；根据获得到的多传感器数据，估算可移动物体实时位置与姿态。本发明使用多约束的双目相机观测模型进行测测更新，使用一种高效的亚像素相位相关法估计声呐图像的线速度，使用基于残差的自适应方法估计深度数据声呐线速度的噪声协方差，实现高精度和高鲁棒性的冰下定位与姿态估计。
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