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公开(公告)号：CN116880197B
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN202310901119.5
申请日：2023-07-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种基于多目标多种群骨干粒子群优化算法的水下机器人作业轨迹规划优化方法。步骤1：建立双臂水下机器人作业规划的数学模型；步骤2：基于步骤1的数学模型对运动规划目标函数的计算过程采用自适应动态改变权重的策略；步骤3：基于步骤2权重的策略在进行目标函数求解时进行四种群的粒子位置更新；步骤4：基于步骤3的位置更新进行基于四种群的粒子速度更新；步骤5：基于步骤4的速度更新进行基于违反容忍系数的约束多目标算法改进；步骤6：基于步骤5改进的约束多目标算法实现基于多目标多种群骨干粒子群优化算法的水下机器人作业轨迹规划优化。本发明主要改善双臂水下机器人在作业过程中能量消耗多的问题。
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公开(公告)号：CN117111449B
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311351886.X
申请日：2023-10-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明提出了一种大坝缺陷检测ROV抵近航行推力分配系统及方法，首先大坝缺陷检测ROV接收岸基控制系统的任务目标点信息；基于环境与运动感知系统对大坝缺陷检测ROV进行状态估计；再控制系统根据设定的任务目标点，以及大坝缺陷检测ROV的状态，以可达性、稳定性、机动性、姿态变化连续性作为目标函数，推进器的物理限制作为约束条件，利用改进的非支配排序遗传算法Ⅱ求解垂向矢量推进器的推力与角度，横向推进器的推力；最后根据推力与角度，控制大坝缺陷检测ROV运动或悬停，重复上述步骤，直至大坝缺陷检测ROV到达距离坝面指定高度，完成抵近航行任务。(56)对比文件赵言锋;林明星;代成刚;吴筱坚;张东;管志光.ROV水动力性能及推力控制分配研究与仿真.中国科学:技术科学.(03),287-298.
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公开(公告)号：CN115407768B
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202210920410.2
申请日：2022-08-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种水下机器人海生物高效捕捞路径规划方法，属于路径规划技术领域。本发明提出了一种适用于水下环境的高效捕捞路径规划策略，具体包括：首先定义捕捞损耗代价由路径代价、转艏代价、机械臂的运动代价组成；然后定义碰撞风险代价由机器人艇体的碰撞风险与末端执行器的碰撞风险组成，并且与碰撞的速度相关；最后，建立值迭代网络，输入基于代价计算得到水下代价地图，并对二维离散环境下的平均抓取代价进行计算，得到有助于提升抓取任务效率的水下信息，实现水下机器人海生物的高效捕捞路径规划。
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公开(公告)号：CN116880197A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202310901119.5
申请日：2023-07-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种基于多目标多种群骨干粒子群优化算法的水下机器人作业轨迹规划优化方法。步骤1：建立双臂水下机器人作业规划的数学模型；步骤2：基于步骤1的数学模型对运动规划目标函数的计算过程采用自适应动态改变权重的策略；步骤3：基于步骤2权重的策略在进行目标函数求解时进行四种群的粒子位置更新；步骤4：基于步骤3的位置更新进行基于四种群的粒子速度更新；步骤5：基于步骤4的速度更新进行基于违反容忍系数的约束多目标算法改进；步骤6：基于步骤5改进的约束多目标算法实现基于多目标多种群骨干粒子群优化算法的水下机器人作业轨迹规划优化。本发明主要改善双臂水下机器人在作业过程中能量消耗多的问题。
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公开(公告)号：CN116776719A
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202310562089.X
申请日：2023-05-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/27 , G06F30/17 , G06N3/006 , G06F17/13 , G06F17/16 , G06F111/04 , G06F111/06
Abstract: 本发明是一种骨干粒子群优化算法的水下运载器机械手运动优化方法。本发明涉及水下运载器‑机械手系统作业优化技术领域，本发明构建了一个非可行解的储备集来允许一部分的不可行解来参与进化过程，并且采用时变的约束违反容忍系数来提高算法在非可行区域的搜索性进而提高算法搜索非可行区域中的离散可行解的能力，提高算法收敛性。本发明采用了基于自适应扰动的骨干差分粒子更新，利用更多粒子信息，避免了粒子群容易陷入局部最优的问题，通过自适应扰动保证了进化过程中种群的多样性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111136687B
公开(公告)日：2023-06-20
申请号：CN201911408005.7
申请日：2019-12-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B25J19/00
Abstract: 一种水下机器人视觉控制目标抓取测试系统与方法，属于水下机器人作业领域。本发明的水面主控工控机通过光端机与嵌入式计算机相连，嵌入式计算机分别与水下视觉摄像机、水下机械手相连，水面主控工控机通过DA板卡与所述三轴悬臂吊相连。通过水下视觉摄像机对目标的实时跟踪，得出目标与水下视觉摄像机的位置关系并转化为水下机械手与目标的位置关系；计算水动力环境模型；计算分析得出测试系统在水中的运动模拟结果及其响应；控制三轴悬臂吊的运动并控制水下机械手对目标进行抓取。本发明在机器人下水前调试控制舱设备，验证水下机器人目标抓取视觉控制过程的可行性和系统的可靠性，具有测试准确可靠、仿真测试充分模拟试验等优点。
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公开(公告)号：CN116207873A
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN202211097977.0
申请日：2022-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种水下自主作业机器人的深海无线供电变换系统及供电方法。其中包括谐振式磁耦合无线充电线圈，线圈密封装置，机构引导装置等组成；基于平面双极线圈结构设计谐振式磁耦合无线供电变换系统，提高系统交互耦合的磁通密度并降低核损失和核质量，最大化磁耦合效率。优化系统的结构、外部屏蔽和布局，基于机构引导装置保证水下自主作业机器人完成充电过程。基于线圈密封装置，针对流线型节能航行、充电对接位置，水下作业机器人的重心布置、减轻质量、绝缘和密封等多学科因素，优化系统的尺寸、重量以及形状，深入研究和解决高压强环境下所带来的一系列问题。
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公开(公告)号：CN111062990B
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN201911282989.9
申请日：2019-12-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种面向水下机器人目标抓取的双目视觉定位方法，属于计算机视觉领域。主要用于水下机器人作业时，准确获取抓取目标的三维信息。包括双目标定：计算出左右摄像机内外参数；目标检测：定位出目标物检测框；双目图像矫正：畸变矫正和立体矫正，并确定右图像目标区域；双目图像立体匹配：图像特征点提取，特征点描述，立体匹配，去除误匹配；计算图像中目标在左摄像机坐标下的三维信息。本发明通过提取特征点，非极大值抑制去除不稳定特征点，构建二进制描述子，特征点匹配，去除误匹配，得到精确视差值。通过本方案，可提高双目立体匹配鲁棒性，同时能准确得到检测目标的三维信息，从而满足水下机器人目标抓取时对目标的实时定位要求。
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公开(公告)号：CN114035591B
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN202111350358.3
申请日：2021-11-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及一种水下变曲率壁面运动机器人的运动切换控制方法。本发明通过利用机器人携带的激光测距仪对机器人前方的曲面进行曲率测量，然后利用视觉速度感知补偿器对多普勒速度测量进行准确度提高，接着通过基于视觉的变曲率位置点判定，分别建立平面运动控制律和曲面运动控制律，控制决策下进行控制策略的切换，从而实现机器人在平面运动到曲面运动的平稳切换控制，保证机器人在运动的切换过程中对壁面保持稳定吸附，给机器人壁面移动作业提供一个稳定的作业平台。本发明具有适应性高、灵活性好，可靠性高等优点。
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公开(公告)号：CN113954093A
公开(公告)日：2022-01-21
申请号：CN202111314040.X
申请日：2021-11-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及一种可浮游或行走的水下桥墩和导管架检测清洗机器人。本发明设计的行走轮式机构对运行的曲面具有一定的适应性，能够根据桥墩或导管架等工作壁面的曲率通过轮式机构的摆动装置，保证在机器人的曲面桥墩或导管架的竖直面上行走，也可通过旋转机器人的轮式机构，同时不改变机器人的主体的方向，使机器人环绕圆柱形曲面做圆周运动，同时利用机器人的视觉系统完成检测，利用机械手的携带装备完成清洗作业。本发明具有适应性、结构简单、检测和清洗精度高等优点。
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