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公开(公告)号：CN108928450A
公开(公告)日：2018-12-04
申请号：CN201810754701.2
申请日：2018-07-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种多足机器人水下飞行方法，其中多足机器人包括主体结构、左侧第一至第三机械足、右侧第一至第三机械足、控制系统、电池组、螺旋桨推进器和滑行板；该多足机器人通过机械足驱动电机旋转使机械足合并组成完整的滑翔翼，在螺旋桨推动器和滑行板的作用下实现行走和水下飞行两种模式的自如切换，并且具有自适应能力，能够自主控制在最优节电模式下工作；该方法具备作业范围广，环境适应能力强，运动模式多样的优点，在近海平台基座巡检的过程中既可以通过爬行近距离多方位观测，又可以通过水下飞行模式方便的切换作业地点，因此该项目的探索研究对于近海平台巡检具有重要意义。
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公开(公告)号：CN113093092B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202110358029.7
申请日：2021-04-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种单信标定位方法，首先建立运动学模型及观测模型；将位置状态及参数状态先验分布建模为Student’s t分布与高斯分布；将海流观测噪声与水声信号传递时间观测噪声建模为Student’s t分布；将所有的高斯分布与Student’s t分布的方差矩阵、尺度矩阵和自由度参数看作随机变量，先验分布建模为其对应的共轭先验；将所有的Student’s t分布分解为分层高斯的形式。每一个时间历元采用序贯更新的方式：得到位置状态的预测值；得到参数状态的预测值；对噪声参数的超参数进行预测；进行海流速度观测相关变量的更新；进行水声信号传递时间相关变量的更新。本发明可以同时处理实际水下单信标定位系统当中常见的观测野值以及噪声统计参数的时变未知性。
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公开(公告)号：CN110646783B
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN201910939017.6
申请日：2019-09-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的定位方法。水声信标周期性广播水声信号；水下航行器在未接收到水声信号时，通过自身配备的电子罗盘、深度计以及读取自身的螺旋桨转速信息进行航位推算，并在接收到所搭载的多普勒测速仪测得的的绝对速度观测后，构造海流速度观测量并通过Kalman滤波进行海流速度校正；水下航行器接收到水声信号后，考虑水下声速的未知性、水声信标位置误差及水声信号收发端的时钟漂移，以此基于扩展Kalman滤波算法及期望最大化算法，以水声信号传递时间为观测变量，进行水下航行器的位置更新。本发明可以保证水下航行器在存在时钟漂移、信标位置及声速设置误差的情况下仍然得到理想的定位性能。
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公开(公告)号：CN108674521B
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN201810754638.2
申请日：2018-07-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B62D57/032
Abstract: 本发明涉及一种多足机器人水下防淤陷行走方法，多足机器人包括底盘，上盖，六个机械足，油缸，油泵，柔性油囊，控制装置，计数装置、六个泥浆密度传感器。多足机器人在水下行走时，抓地齿插入水底土壤，通过六个泥浆密度传感器采集土壤密度信号，根据土壤密度调节多足机器人受到的浮力，从而改变足尖对水底土壤的压力，有效增强抓地能力，避免陷入淤泥。
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公开(公告)号：CN110749891B
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN201910999922.0
申请日：2019-10-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。水下航行器未接收到周期性水声信号时，通过配备的电子罗盘、深度计及读取螺旋桨转速进行航位推算，在接收到多普勒测速仪测得的绝对速度观测后构造海流速度观测量并通过Kalman滤波进行海流速度校正；水下航行器接收到水声信号后，考虑水下声速的未知性及声速不确定性噪声参数的未知性，将未知水声声速建模为均值及方差均未知的Gauss分布，基于扩展Kalman滤波及变分贝叶斯近似，以水声信号传递时间为观测变量，进行水下航行器的位置更新。相比于基于声速不确定性统计参数完全已知的水下单信标定位方法，本发明所提出方法可以更好的跟踪水声声速变化的趋势，进而得到更好的定位结果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113098444A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110358036.7
申请日：2021-04-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H03H21/00
Abstract: 本发明涉及一种最大相关熵无迹滤波方法，首先设定N个最大相关熵无迹滤波器的带宽因子及各个带宽因子之间的转移概率；设定N个初始状态高斯分布的均值、方差矩阵及权重；设上一个时间历元的状态后验分布为N个Gauss分布的加权混合，每一个时间历元执行如下：计算上一时间历元观测已知情况下的混合概率密度；进行状态混合，将每一个带宽因子对应的上一时间历元后验概率密度混合为单个的Gauss分布，计算对应的均值与方差矩阵；得到每一个带宽因子当前时间历元的后验Gauss分布以及对应的似然概率密度；计算当前时间历元每一个带宽因子的权重；计算得到当前时间历元的后验状态估计及方差矩阵。本发明对于非线性鲁棒状态估计问题有更好的估计性能。
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公开(公告)号：CN112865754A
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN202110076905.7
申请日：2021-01-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H03H21/00
Abstract: 本发明属于状态估计技术领域，特别涉及一种自适应滤波方法。一种基于Gibbs采样器的自适应滤波方法，首先将线性状态空间模型中的过程噪声均值向量及方差矩阵、观测噪声均值向量及方差矩阵看作未知的随机变量，将其先验分布建模为高斯‑逆Wishart分布。对于每一个时间历元，在Gibbs采样器的框架下，将未知的均值向量、方差矩阵、当前时间历元及上一个时间历元的系统状态同时进行迭代采样。在进行多次迭代之后，选取达到稳态之后的迭代周期采样的平均值作为最终的状态估计值、噪声均值向量及方差矩阵估计值。本发明可以在模型噪声均值向量及方差矩阵设置误差较大时仍然取得较好的状态估计结果，同时可以较为准确的估计出未知的噪声均值向量及方差矩阵。
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公开(公告)号：CN110779519B
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN201911129169.6
申请日：2019-11-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。一种具有全局收敛性的水下航行器单信标定位方法，水下航行器搭载有水听器、多普勒测速仪、深度计、姿态航向参考系统及GPS；水声信标周期性广播水声信号；本发明通过状态增广，将离散状态的非线性单信标定位模型转化为线性时变模型；在获得的随体坐标系下水下航行器与水相对速度以及航行器姿态航向时，进行Kalman滤波预测；在获得海流速度观测、深度计观测、水声信号传递时间时，分别通过Kalman滤波进行海流速度、深度、水声信号传递时间更新。在满足定位模型可观测的前提下，本方法具有全局指数收敛性。
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公开(公告)号：CN108928450B
公开(公告)日：2019-12-31
申请号：CN201810754701.2
申请日：2018-07-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种多足机器人水下飞行方法，其中多足机器人包括主体结构、左侧第一至第三机械足、右侧第一至第三机械足、控制系统、电池组、螺旋桨推进器和滑行板；该多足机器人通过机械足驱动电机旋转使机械足合并组成完整的滑翔翼，在螺旋桨推动器和滑行板的作用下实现行走和水下飞行两种模式的自如切换，并且具有自适应能力，能够自主控制在最优节电模式下工作；该方法具备作业范围广，环境适应能力强，运动模式多样的优点，在近海平台基座巡检的过程中既可以通过爬行近距离多方位观测，又可以通过水下飞行模式方便的切换作业地点，因此该项目的探索研究对于近海平台巡检具有重要意义。
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公开(公告)号：CN110554359A
公开(公告)日：2019-12-10
申请号：CN201910859060.1
申请日：2019-09-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水声定位技术领域，涉及一种海底飞行节点定位方法。本发明利用4个位置已知且固定的水声信标按照固定周期同时发射水声信号，水声信标与海底飞行节点实现时钟同步；海底飞行节点接收水声信号并记录信号到达时间，计算出水声信号传递时间；海底飞行节点未接收到水声信号时通过自身携带的低成本惯性测量单元进行惯性导航；海底飞行节点接收到水声信号后通过扩展Kalman滤波进行单信标定位位置校准；同一时刻发射的多个水声信号均被接收后，海底飞行节点通过最小二乘法进行长基线定位位置校准。本发明通过融合水下长基线定位与单信标定位，克服了长基线定位实时性差及单信标定位精度低的缺点，满足了海底飞行节点高精度实时定位的需求。
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