一种面向低带宽声学信道的测深信息传输方法

    公开(公告)号:CN112857313B

    公开(公告)日:2023-03-24

    申请号:CN202011627231.7

    申请日:2020-12-31

    Abstract: 本发明公开了一种面向低带宽声学信道的测深信息传输方法,包括AUV端和无人艇端两个部分,分别在AUV和水面无人艇上同时运行,AUV将大量地形测点存储为子地图形式,通过最小化边缘概率密度函数计算能够保留子地图大部分数据的少量伪点和高斯过程模型超参数,并将伪点和高斯过程模型超参数以数据包形式通过声学信道广播求解,水面无人艇捕获数据包后利用高斯过程回归重建原地图,从而解决低带宽声学通讯下的巨量地形测深数据传输问题,降低了跨介质协同地形测绘系统对高带宽声学通讯设备的依赖。

    一种AUV远距离地形等深线辅助导航方法

    公开(公告)号:CN115561765A

    公开(公告)日:2023-01-03

    申请号:CN202211130049.X

    申请日:2022-09-16

    Abstract: 本发明公开了一种AUV远距离地形等深线辅助导航方法,属于水下导航与定位领域。本发明使用海底地形等深线图作为先验海图进行匹配定位,减少先验海图地形特征数量及分辨率对匹配结果的影响,在粒子滤波过程中,根据粒子距离等深线最短距离实现粒子权重更新。根据等深线地图匹配属性,利用等深线疏密计算地形置信度,将地形置信度考虑到等深线辅助导航定位中,实现在地形特征贫乏、低分辨率先验海图基础上的远距离地形辅助导航。本发明在进行远距离地形辅助导航中,能源成为限制AUV实现远距离水下定位的重要问题,为此提出利用单波束声呐进行水深信息测量,有效延长AUV水下续航能力。

    一种水下机器人海底地形匹配导航路径规划方法

    公开(公告)号:CN110763234B

    公开(公告)日:2022-10-28

    申请号:CN201910975977.8

    申请日:2019-10-15

    Abstract: 本发明属于水下机器人的水下导航领域,具体涉及一种水下机器人海底地形匹配导航路径规划方法。本发明将地形起伏层度考虑为水下机器人状态转移概率的影响因子,可以避免传统海底地形匹配导航路径规划算法由于追求路径总地形起伏最大化导致的路径会经过某些平坦区域的问题,保证了地形匹配算法在规划得到的整条上均能得到较高的匹配精度。本发明通过粒子滤波器实时对水下机器人状态进行跟踪,并根据状态跟踪结果选择最优动作,实现了对水下机器人运动不确定性的考虑。本发明可以使水下机器人应用地形匹配导航的可靠性大大提高。

    一种无人艇导航方法
    14.
    发明公开

    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

    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。

    一种结合频域和空域的水下图像增强方法

    公开(公告)号:CN110533614A

    公开(公告)日:2019-12-03

    申请号:CN201910801451.8

    申请日:2019-08-28

    Abstract: 本发明公开一种结合频域和空域的水下图像增强方法,属于水下数字图像处理领域。本发明包括:读取水下彩色图像,将其转换为灰度图像;自适应选择频率域的去噪程度和空间域的对比度增强程度;将灰度图像利用傅里叶变换转换到频率空间;将频率空间的图像进行消噪;对消噪后的图像进行逆傅里叶变换,转换到空间域;将空间域的图像分割为若干子图像块,对每个子图像块计算其灰度概率密度函数;对概率密度函数重新分配;计算子图像块中每个像素重新分配后的灰度级,得到最终增强后的图像。与现有的技术相比,本发明能很好地去除水下噪声的干扰,同时丰富图像细节特征,并且耗时较少,适用于水下视觉同步定位与建图前的图像预处理。

    一种测深信息同步定位与建图的鲁棒后端图优化方法

    公开(公告)号:CN110320520A

    公开(公告)日:2019-10-11

    申请号:CN201910559363.1

    申请日:2019-06-26

    Abstract: 本发明公开一种测深信息同步定位与建图的鲁棒后端图优化方法,属于水下机器人的水下导航领域。本发明包括:通过多波束声纳和惯性导航系统采集海底地形信息和水下机器人位姿状态记录在子地图中;与历史子地图通过地形匹配检测数据关联;初始化粒子,根据检测到的数据关联与所有历史数据关联更新粒子;对所有粒子通过图优化求解地图并计算适应度函数,根据适应度函数应用粒子群算法更新粒子,并根据粒子群输出结果通过图优化求解并输出地图。本发明可以解决传统图优化方法无法处理的无效数据关联问题,且使用协方差而非简单的有效/无效对数据关联进行判断,计算精度更高。

    一种水下机器人多波束测深主动同步定位与建图方法

    公开(公告)号:CN115031733B

    公开(公告)日:2024-11-08

    申请号:CN202210488829.5

    申请日:2022-05-06

    Abstract: 本发明属于水下机器人定位与导航技术领域,具体涉及一种水下机器人多波束测深主动同步定位与建图方法。本发明包括水下机器人主动同步定位与建图策略、回环目标点地形信息评价方法、权衡探索和回环动作的效用方程、以及执行回环动作时的路径规划方法。与传统的水下机器人测深信息同步定位与建图方法相比,本发明通过主动对地形进行有目的性地回溯,平衡了回溯和探索之间的关系,从而使得水下机器人能够更有效的在不依赖母船的情况下获得高精度的位置信息和海底地形图。

    一种无人机辅助无人艇动态避障路径规划方法

    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

    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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