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公开(公告)号：CN107727096B
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN201710833352.9
申请日：2017-09-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明的目的在于提供基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法，根据推算导航的输出结果确定搜索范围，再确定搜索范围后再利用测量地形数据与先验地形进行初步的匹配定位并获得匹配后的地形测量误差估计，然后分别计算节点的有效性和二次搜索范围，根据有效节点矩阵和二次搜索范围进行二次精确匹配定位，最后输出匹配定位结果。本发明所采用的初匹配与精细搜索匹配相结合的匹配定位方法有效的增加了搜索配准的效率同时提高定位精度。
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公开(公告)号：CN106885576B
公开(公告)日：2020-02-14
申请号：CN201710094805.0
申请日：2017-02-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供的是一种基于多点地形匹配定位的AUV航迹偏差估计方法。(1)地形匹配定位的搜索区间估计；(2)未知潮差和测量误差情况下的地形匹配定位；(3)测量误差估计和定位置信区间估计；(4)定位误差估计；(5)多点地形匹配定位初航迹偏差估计；(6)航迹关联与误定位点剔除；(7)航迹二次拟合。本发明的优点是结合了推算导航在时域和空域都缓慢变化而地形匹配定位结果在时域和空域不具有扩散性的特点，在航迹线上获得多个密集的地形匹配定位点，多点的定位信息拟合推算导航的航迹线从而使得定位的精度和可靠性大幅增加。
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公开(公告)号：CN107727096A
公开(公告)日：2018-02-23
申请号：CN201710833352.9
申请日：2017-09-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明的目的在于提供基于有效节点筛选的AUV地形匹配定位方法，根据推算导航的输出结果确定搜索范围，再确定搜索范围后再利用测量地形数据与先验地形进行初步的匹配定位并获得匹配后的地形测量误差估计，然后分别计算节点的有效性和二次搜索范围，根据有效节点矩阵和二次搜索范围进行二次精确匹配定位，最后输出匹配定位结果。本发明所采用的初匹配与精细搜索匹配相结合的匹配定位方法有效的增加了搜索配准的效率同时提高定位精度。
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公开(公告)号：CN105799902B
公开(公告)日：2017-11-28
申请号：CN201610141582.4
申请日：2016-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种基于万向节与蜗轮蜗杆联合控制的水下航行器矢量推进器。一种基于万向节与蜗轮蜗杆联合控制的水下航行器矢量推进器，包括转向蜗轮蜗杆机构，动力轴机构，动力轴变向机构，滑动导流罩装置，变向蜗轮蜗杆机构将步进电机的转矩传递给推力杆，推力杆与蜗轮固联并绕蜗轮轴转动同时对推拉杆产生轴向力，两个相互垂直安装的蜗轮负责两对相互处置安装的推力杆。从矢量推进器的工作原理来看，其与传统的“舵和螺旋桨联合控制”有很大的区别，由于潜水器的转向力直接来自于螺旋桨，所以矢量推进器可以在低速状态为潜水器提供较“舵和螺旋桨联合控制”更高的操纵性能。
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公开(公告)号：CN106123850A
公开(公告)日：2016-11-16
申请号：CN201610487789.7
申请日：2016-06-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C7/00 , G01C21/165
Abstract: 本发明提供一种AUV配载多波束声呐水下地形测绘修正方法，包括如下步骤：启动多波束声呐和深度计采集数据，同时通过声速剖面仪采集的声速信息对每一个ping进行修正。通过地形匹配方法确定两个时刻之间的准确相对位置，从而得到惯导系统的最终导航误差。将惯导系统简化为弹簧模型，通过弹簧的刚度系数公式计算各个节点误差与实际最终导航误差的关系。通过地形连续性的方法确定各个时间节点对于最终误差的权重。将最终时刻误差分配到各个时间节点。本发明构建海底地形图过程中不依赖GPS信息，可由水下机器人携带，完成对较深海域的海底地形测绘，构建的地图一致性较好，各个时间节点误差小，可作为先验地形图用于水下地形匹配导航中。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106871901B
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201710062780.6
申请日：2017-01-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于地形特征匹配的水下地形匹配导航方法，处理先验地图，求出高度的梯度值，利用梯度的大小筛选出实际为较为陡峭的点作为特征点，将这些特征点的梯度进行霍夫变换得到特征的长度及位置，写入实际特征信息库。处理多波束声纳发回的数据，求出对应点的高度值，对其求梯度，将梯度的模长进行霍夫变换，得到样本特征的长度和与机器人的相对位置。利用这些特征的长度、对应深度等信息与之前构建的实际特征信息库进行匹配，得到与每一块特征区域所匹配的先验地图的区域。分别利用这些区域的相对位置信息得出水下机器人的位置，对这些位置进行分析得到机器人的精确位置。本发明可相对快速的地形匹配定位与导航任务。
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公开(公告)号：CN106767834B
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201710054012.6
申请日：2017-01-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供一种基于模糊熵值的AUV水下地形匹配适配区划分方法，一将先验地图划分为若干个栅格；二对每个栅格内的子地图求取其地形熵、地形差异熵、地形标准差；三确定通用于全局地图的地形熵和地形差异熵的权重关系，地形标准差和地形熵权重的隶属度函数和模糊规则；四在每个栅格内的子地图根据其地形标准差，地形熵和地形差异熵的权重关系，地形熵权重的隶属度函数和模糊规则求解该栅格内子地图的适配能力；五是根据上一步得到的子地图适配能力划分适配区域。本发明较为全面的考虑了不同地形下地形熵和地形差异熵对地形适配性影响的大小，能较好的反应某一区域的适配性程度。
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公开(公告)号：CN106094843B
公开(公告)日：2019-04-12
申请号：CN201610624618.4
申请日：2016-08-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供的是一种采用遗传算法寻优的自适应模糊水下航行器控制方法。将自适应参数作为染色体的等位基因，进行种群初始化，选择初始种群中的任一个体代入自适应模糊控制器中，给定期望值进行控制。控制结束后，计算出该个体对应的积分性能指标和适应度函数值，再选择下一个体代入控制器中进行控制，将当前种群中的个体逐一代入控制器进行控制，求得所有个体的适应度值，再进行收敛性判断，满足条件时，迭代停止，输出适应度值最高的个体为最优解；若不满足，则对当前种群进行选择、交叉、变异操作，生成下一代种群，继续循环迭代，直至满足收敛性条件为止。所得的一组自适应参数用于水下航行器实际的运动控制中，可获得最优的控制效果。
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公开(公告)号：CN106017768B
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201610487786.3
申请日：2016-06-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种螺旋桨推力测量装置，包括底座、上部框架、两个丝杆系统、蜗轮蜗杆系统和测量系统。整个装置横跨于循环水槽上，装置的中心线与循环水槽中心线在同一铅垂面上；螺旋桨和天平固定完毕后，利用丝杆系统缓缓降下升降柱至合适深度，同时通过蜗轮蜗杆系统旋转升降柱调整螺旋桨轴线与循环水槽中心线重合；此时开启螺旋桨至某一转速，天平可以将无流速情况下螺旋桨推力值传输至水面数据采集仪中，通过开启循环水槽的造流装置，可以测得螺旋桨在有流速情况下的推力值。本发明结构简单，测量精确，实用价值高，可为水面、水下航行器的螺旋桨推力测量提供重要的参考数值，更精确地进行航行器的运动控制研究。
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公开(公告)号：CN109186610A
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201811197129.0
申请日：2018-10-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C21/203 , G01C21/165
Abstract: 本发明属于水下潜航器领域，公开了一种AUV地形匹配导航的鲁棒BSLAM方法，步骤(1)：输入测深和惯导数据；步骤(2)：数据预处理，得到滤波后的测深数据；步骤(3)：位姿图构建：计算弱数据关联，构建新子图，通过地形地位进行闭环检测后，再进行无效闭环检测；步骤(4)：后端图优化：利用聚类后的闭环数据计算一致性函数，找出所有类中一致性函数的最小值，然后融合惯导的关键状态的数据并输出修改后的BSLAM轨迹。本发明通过对测深数据和惯导数据的处理和闭环检测，实现了对数据的全局优化，且提高了定位与建图的实时性和一致性，且鲁棒性好，能够减弱测量数据的噪声对导航精度的影响。
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