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公开(公告)号：CN116945155A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310394657.X
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种具有空间非对称特征的CPG相位振荡器模型，通过改进传统的CPG相位振荡器模型，将带有空间非对称系数的振幅偏置方程引入其中，使其具有空间非对称特征。与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可方便地输出空间非对称信号，实现空间非对称的类正弦信号输出，通过改变方程中的空间非对称系数能够单独控制输出信号的偏置，用于实现仿生机器人的空间非对称性运动，具有计算简单、控制方便、信号切换快速且平滑的特点。
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公开(公告)号：CN117132792B
公开(公告)日：2025-05-16
申请号：CN202310281096.2
申请日：2023-03-21
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于角点提取的仿蝠鲼机器人外形相似度评价方法，获取仿蝠鲼机器人与蝠鲼的外形特征，对蝠鲼的二维图像预处理；建立二者的外形轮廓拓扑结构并进行拓扑结构确定性相似对比，满足要求后，再采用CSS算法对仿蝠鲼机器人及蝠鲼轮廓特征点进行提取，采用动态时间规整算法来进行仿蝠鲼机器人及蝠鲼轮廓特征的相似度评价。本发明建立了从拓扑结构相似到外形轮廓精确相似的逐层递进的静态特征相似度评价方法。对仿蝠鲼机器人外形的优化设计有指导意义。采用CSS角点提取法，角点具有不随光照条件改变,平移不变,旋转不变,缩放不变等优点。通过对数据点的时间序列弯曲进行匹配，使仿蝠鲼机器人计算与蝠鲼外形相似度时不需再对特征点进行筛选。
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公开(公告)号：CN116482974A
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202310394658.4
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型及应用，该模型通过构建振幅偏置方程来引入振幅偏置；通过将输出方程中的余弦函数改变为振幅偏置和正弦函数相加的形式，实现类正弦信号的输出，从而实现空间非对称扑动；通过引入空间非对称拍动系数来实现振幅偏置的改变；将振幅偏置方程设计为振幅是否为0的两种不同形式，即可实现定量角度偏置信号和周期性节律信号的不同输出，从而实现扑动和滑翔的两种不同模态；将振幅偏置方程和改进后的输出方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，即可完成具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型的构建。本发明构建的CPG相位振荡器模型用于仿生扑翼机器人的滑翔与扑动模态的切换及运动控制，可实现扑翼结构的空间非对称上下扑动与定量角度偏置，且振幅偏置单独可控、扑动与滑翔模态切换快速且平滑，具有计算简单、控制方便、环境适用性强的特点。
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公开(公告)号：CN115496921A
公开(公告)日：2022-12-20
申请号：CN202211002230.2
申请日：2022-08-21
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种仿生航行器多视角相似度综合评估方法，首先从仿生航行器和真实生物的不同角度采集图像，提取它们的轮廓，并通过轮廓点采样方法得到尽可能均匀的轮廓采样点。其次，采用形状上下文算法计算相似度评价矩阵。最后，通过形状上下文距离计算每个视图之间的相似度。对每个视图的相似度进行加权求和，得到仿生航行器的整体外形相似度。该方法基于形状上下文算法计算仿生航行器的相似度值，为其外形和结构优化指明了方向。
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公开(公告)号：CN117891272A
公开(公告)日：2024-04-16
申请号：CN202311393911.0
申请日：2023-10-26
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明公开了基于可变二维码导引的水下自主游动方法、设备和介质，方法应用于仿蝠鲼水下航行器，所述仿蝠鲼水下航行器设置有用于拍摄二维码的摄像头和识别二维码信息的主控板，包括步骤：在水池底部安装多个用于显示二维码的电子屏幕；当所述仿蝠鲼水下航行器在指定区域进行游动时，所述摄像头捕捉到所述二维码，通过所述主控板解码所述二维码得到对应的控制指令；所述仿蝠鲼水下航行器根据所述控制指令执行对应的动作。本申请能够解决现有技术中受到水下导航受到环境复杂性、传感器精度和通信限制等因素的制约，操控不准确、灵活性不高的技术问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117550047A
公开(公告)日：2024-02-13
申请号：CN202311475099.6
申请日：2023-11-08
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种仿蝠鲼潜水器环境适配控制方法，涉及仿生潜水器控制技术领域。根据水面、水中、水底三种不同海洋环境，通过设置胸鳍上的中央模式发生器CPG参数来调整胸鳍形态和扑动参数，实现仿蝠鲼潜水器水面漂浮、水中弓形滑翔‑扑翼机动、水底底栖驻留多模态运动行为。本发明涉及的每种运动行为具有自身典型特点，存在与环境对应的最优行为；针对环境与应用需求规划动作方法，实现仿蝠鲼潜水器多模态行为与环境的适配；对于仿蝠鲼潜水器自适应控制研究具有重要意义。
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公开(公告)号：CN117132792A
公开(公告)日：2023-11-28
申请号：CN202310281096.2
申请日：2023-03-21
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于角点提取的仿蝠鲼机器人外形相似度评价方法，获取仿蝠鲼机器人与蝠鲼的外形特征，对蝠鲼的二维图像预处理；建立二者的外形轮廓拓扑结构并进行拓扑结构确定性相似对比，满足要求后，再采用CSS算法对仿蝠鲼机器人及蝠鲼轮廓特征点进行提取，采用动态时间规整算法来进行仿蝠鲼机器人及蝠鲼轮廓特征的相似度评价。本发明建立了从拓扑结构相似到外形轮廓精确相似的逐层递进的静态特征相似度评价方法。对仿蝠鲼机器人外形的优化设计有指导意义。采用CSS角点提取法，角点具有不随光照条件改变,平移不变,旋转不变,缩放不变等优点。通过对数据点的时间序列弯曲进行匹配，使仿蝠鲼机器人计算与蝠鲼外形相似度时不需再对特征点进行筛选。
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公开(公告)号：CN116909132A
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202310394664.X
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种具有频率连续特征的中央模式发生器(CPG)相位振荡器模型，针对传统的CPG相位振荡器模型进行了改进，使其具有频率连续光滑过渡的特征。通过构建频率连续过渡方程，设定频率转换顺滑系数τiv来实现不同频率之间的顺滑过渡；将带有频率连续特征的方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，其可完成具有频率连续光滑过渡特征的CPG相位振荡器模型的构建。经过改进后的CPG相位振荡器可用于仿生机器人的运动控制，与现有技术相比，本发明构建的CPG相位振荡器模型可实现不同频率之间的顺滑过渡，避免因频率改变引起输出信号的跳变而导致机械结构的损坏。
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公开(公告)号：CN116736839A
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202310232959.7
申请日：2023-03-10
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种基于规则与饱和函数的仿蝠鲼航行器自主避障方法，仿蝠鲼航行器在头部的左前、右前、左侧和右侧各安装了1个激光测距传感器，计算每个激光距离传感器到障碍物的实际距离，根据实际距离与安全距离比较后确定运动方向，将四个方向的避障信号Di signal组合后，按照位置分为3个方向：包括左前、右前的前、左、右。然后，利用方向与避障信号进行计算策略，利用饱和函数根据距离实际值计算仿蝠鲼航行器的转弯速度。本发明适用于仿蝠鲼航行器躯体和尾鳍推进或中鳍和成对鳍推进的仿生航行器的结构设计，解决现有技术下仿蝠鲼航行器应对多变的水下环境的实时自主避障问题。
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公开(公告)号：CN116414034A
公开(公告)日：2023-07-11
申请号：CN202310230384.5
申请日：2023-03-10
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种基于NSGA‑II的仿蝠鲼机器人CPG相位切换优化方法，以相位振荡器对仿蝠鲼机器人进行运动控制，每个鳍条由一个相位振荡器进行控制；根据仿蝠鲼机器人结构特征构建CPG网络：采用单侧相邻单元两两双向连接，两侧单元由一级鳍条单元连接；以相位切换时CPG网络输出信号为目标，对CPG参数优化，得到最小J1和J2所对应的耦合权重、频率和相位切换时间。本发明结合NSGA‑II优化CPG控制参数，降低了CPG参数调整的复杂度，改善了CPG网络在相位切换时输出信号顺滑性和快速性不能兼具的问题，为仿蝠鲼机器人优化控制方法提供了一种新思路。
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