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公开(公告)号：CN106020213A
公开(公告)日：2016-10-12
申请号：CN201610312413.2
申请日：2016-05-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 本发明提供的是一种UUV对矩形障碍物几何绕行的二维航路规划方法。一：从使命文本读取航路起点Ob、航路终点Oe和各矩形障碍物的参数；二：对矩形障碍物进行膨胀处理，计算膨胀后的各矩形障碍物的参数；三：建立绕行点集合S，令规划当前点Oc为起点Ob，并放入绕行点集合S中；四：如果规划当前点Oc是航路终点Oe，或者规划当前点Oc和航路终点Oe可视，转步骤六，否则执行步骤五；五：对距规划当前点Oc最近的矩形障碍物进行几何绕行，得到绕行点并放入绕行点集合S中，更新规划当前点Oc，转步骤四；六：将航路终点Oe放入绕行点集合S中，规划结束。本发明通过简单的几何原理实现对矩形障碍物的绕行，可以使UUV在复杂多矩形障碍环境中快速、高效的获得一条安全无碰的二维航路。
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公开(公告)号：CN110456786B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN201910618905.8
申请日：2019-07-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供的是一种基于地形特征提取的UUV海底地形跟踪系统及跟踪方法。海底地形特征提取模块根据三个测距声呐的安装角度及海底距离、姿态传感器测量的纵倾角和艏向角、深度计测量的实际航行深度、惯性导航仪测量的经度和纬度，提取当前所处的海底地形的特征，并解算出距海底的实际高度；高度指令生成模块根据提海底地形特征、多普勒测量的航行速度，结合期望航行高度，生成指令航行高度；高度指令转深度指令模块将指令航行高度转换成指令航行深度；深度控制器根据PID控制算法产生水平舵角控制指令。本发明可以使UUV具备对局部海底地形的在线构建能力和变化趋势的预判能力，在保证航行安全性的前提下，实现对未知海底地形的良好跟踪。
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公开(公告)号：CN105929824B
公开(公告)日：2018-10-26
申请号：CN201610312431.0
申请日：2016-05-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供的是一种基于几何绕行原理的UUV二维航路规划方法。一：从使命文本读取航路起点Ob、航路终点Oe和各障碍物的参数；二：对障碍物进行膨胀处理，计算膨胀后的各障碍物的参数；三：建立绕行点集合S；四：如果规划当前点Oc是航路终点Oe，或者规划当前点Oc和航路终点Oe可视，转步骤六，否则执行步骤五；五：搜索距规划当前点Oc最近的障碍物，根据障碍物的形状对障碍物进行绕行，得到绕行点并放入绕行点集合S中，更新规划当前点Oc，转步骤四；六：将航路终点Oe放入绕行点集合S中；七：对绕行点集合S进行消减，规划结束。本发明通过简单的几何原理实现对障碍物的绕行，可以使UUV在复杂障碍环境中快速、高效的获得一条安全无碰的二维航路。
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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
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。
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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
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。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107168344B
公开(公告)日：2020-01-17
申请号：CN201710347926.1
申请日：2017-05-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种UUV抵近海底作业过程中航路生成方法。包括以下步骤，步骤一：UUV利用传感器采集当前自身信息，UUV接收任务目标点，UUV接收障碍物信息；步骤二：构建栅格地图，根据UUV的几何约束对障碍物进行膨胀处理，表示在相应的栅格地图中；步骤三：根据每个栅格障碍属性将栅格地图分为可行区和不可行区；步骤四：根据障碍物位置误差和UUV导航误差计算可行区S1中每一栅格的潜在危险性步骤五：根据每个栅格的潜在危险性利用逆向A*算法生成航路。本发明能够提高航路精度，提高UUV抵近海底作业安全性与可靠性。
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公开(公告)号：CN105843234B
公开(公告)日：2018-08-31
申请号：CN201610312415.1
申请日：2016-05-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供的是一种UUV对圆形障碍物几何绕行的二维航路规划方法。一：从使命文本读取航路起点Ob、航路终点Oe和各圆形障碍物的参数；二：对各圆形障碍物进行膨胀处理，计算膨胀后的各圆形障碍物的参数；三：建立绕行点集合S，令规划当前点Oc为起点Ob，并放入绕行点集合S中；四：如果规划当前点Oc是航路终点Oe，或者规划当前点Oc和航路终点Oe可视，转步骤六，否则执行步骤五；五：对距规划当前点Oc最近的圆形障碍物进行几何绕行，得到绕行点并放入绕行点集合S中，更新规划当前点Oc，转步骤四；六：将航路终点Oe放入绕行点集合S中，规划结束。本发明通过简单的几何原理实现对圆形障碍物的绕行，可以使UUV在复杂多圆形障碍环境中快速、高效的获得一条安全无碰的二维航路。
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公开(公告)号：CN106020212A
公开(公告)日：2016-10-12
申请号：CN201610312367.6
申请日：2016-05-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 本发明提供的是一种UUV海底地形跟踪过程中的航行切换系统及切换方法。切换控制模块接收前视探测声纳测量的距前下方海底的距离、测高声纳测量的距正下方海底的高度、姿态传感器测量的纵倾，根据当前的航行状态并利用以上信息判断是否需要进行航行切换，如果需要，将发出相应的切换信号。定高/定深过渡纵倾指令生成模块和定深/定高过渡纵倾指令生成模块产生纵倾指令并传送到纵倾控制器；纵倾控制器根据纵倾指令和实际纵倾、深度控制器根据深度指令和实际深度、高度控制器根据高度指令和实际高度均产生升降舵控制量。本发明可实现UUV海底地形跟踪过程中，遇到海底悬崖时自动切换为定深航行；当UUV跨越海底悬崖后，自动切换回定高航行。
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公开(公告)号：CN104020776B
公开(公告)日：2016-08-24
申请号：CN201410264213.5
申请日：2014-06-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种UUV对拥有多个禁航区的运动母船的跟踪方法。包括以下几个步骤：UUV利用通讯声纳探测运动母船的位置ptar和速度vtar，将预设的母船禁航区信息输送给UUV，得到N个禁航区的位置pobs_i和速度vobs_i；建立UUV和运动母船以及禁航区的相对运动；规划UUV下一步的速度和航向；UUV执行下一步的速度和航向指令，判断UUV到运动母船的距离是否小于阈值K，如果不小于阈值，重复步骤一～步骤四，如果小于阈值，完成UUV对运动母船的跟踪。本发明将UUV、母船和禁航区的位置信息作为规划要素外，加入了三者的速度信息，以达到UUV跟踪运动母船的同时规避运动的禁航区的目的，具有良好的控制性能和实时性。
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公开(公告)号：CN104020770B
公开(公告)日：2015-07-22
申请号：CN201410264172.X
申请日：2014-06-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种能够规划出三维空间曲线的基于多项式的UUV空间轨迹规划方法。包括以下几个步骤：UUV利用传感器获得当前自身位姿、速度信息作为轨迹规划的起点信息，接收轨迹规划的终点信息，接收障碍物信息；利用多项式参数化空间轨迹方程；求解空间轨迹方程的固定系数；求解空间轨迹方程的可调系数的最优值；判断空间轨迹是否满足无碰条件，如果满足无碰条件，将可调系数的最优值代入空间轨迹方程，并输出空间轨迹，如果不满足无碰条件，求解可调系数的次优值，并将可调系数的次优值代入空间轨迹方程，并输出空间轨迹。本发明通过可调系数的选取来获得一条空间无碰的、最优的空间曲线轨迹。
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