公开(公告)号：CN112947421A

公开(公告)日：2021-06-11

申请号：CN202110115197.3

申请日：2021-01-28

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 张飞虎 ,  杨殿禹 ,  程晨升 ,  王璨 ,  王之梁

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种基于强化学习的AUV自主避障方法，首先设定AUV海底航行自主避障逻辑规则；如果前视声呐无法探测到障碍物，则AUV保持现有航行高度通过障碍物；如果前视声呐探测到障碍物且障碍物高度能够确定，则确定障碍物高度，拉高AUV使AUV航行高度超过障碍物通过障碍物；如果前视声呐探测到障碍物且障碍物高度无法确定，则AUV启动自主偏航策略，通过偏航方式绕过障碍物；AUV自主偏航策略采用基于策略梯度的强化学习模型确定最佳偏航角绕过障碍物。本发明综合考量了任务执行时间、偏离主航线角度与障碍物距离等多种因素，实现了在多种约束下自主实现的最优策略避障。

公开(公告)号：CN108332756A

公开(公告)日：2018-07-27

申请号：CN201810143849.2

申请日：2018-02-12

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 张飞虎 ,  程晨升 ,  王璨

IPC: G01C21/20

Abstract: 本发明涉及一种基于拓扑信息的水下航行器协同定位方法，用matlab模拟出四个水下航行器的运行轨迹图，用gtsam构建出因子图，以水下航行器之间的距离作为约束条件，加入到对位姿的优化中去，使得定位更加的精确。本发明解决水下航行器由于接收不到高精度的GPS信号而产生的定位误差，经过实验验证，该方法确实可以提高定位的精度，减小误差。

公开(公告)号：CN108415445B

公开(公告)日：2020-11-06

申请号：CN201810130924.1

申请日：2018-02-09

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 张飞虎 ,  王璨 ,  程晨升

IPC: G05D1/08 ,  G01C21/20

Abstract: 本发明涉及一种基于开关约束的水下航行器定位鲁棒优化方法，针对传统水下航行器导航控制方法未能对错误闭环实现鲁棒性的缺点，基于General Graph Optimization(g2o)和开关约束的导航控制方法，采用一种开关约束后端优化方法，利用节点因子图，设计了一种消除地图构建过程中产生的错误闭环的方法。本发明解决现有水下航行器在同步定位与地图构建过程中产生错误闭环而导致其所构建地图出现错误的局限，使得航行器在地图构建过程中对错误闭环进行处理并加权为零，并且添加开关先验约束，以消除错误闭环带来的不利影响。理论证明了该发明的鲁棒性，实验验证了该发明的有效性，对减小水下航行器地图构建错误率有良好的效果。

公开(公告)号：CN108415445A

公开(公告)日：2018-08-17

申请号：CN201810130924.1

申请日：2018-02-09

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 张飞虎 ,  王璨 ,  程晨升

IPC: G05D1/08 ,  G01C21/20

CPC classification number: G05D1/0875 ,  G01C21/203

Abstract: 本发明涉及一种基于开关约束的水下航行器定位鲁棒优化方法，针对传统水下航行器导航控制方法未能对错误闭环实现鲁棒性的缺点，基于General Graph Optimization(g2o)和开关约束的导航控制方法，采用一种开关约束后端优化方法，利用节点因子图，设计了一种消除地图构建过程中产生的错误闭环的方法。本发明解决现有水下航行器在同步定位与地图构建过程中产生错误闭环而导致其所构建地图出现错误的局限，使得航行器在地图构建过程中对错误闭环进行处理并加权为零，并且添加开关先验约束，以消除错误闭环带来的不利影响。理论证明了该发明的鲁棒性，实验验证了该发明的有效性，对减小水下航行器地图构建错误率有良好的效果。

公开(公告)号：CN112947421B

公开(公告)日：2022-09-13

申请号：CN202110115197.3

申请日：2021-01-28

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 张飞虎 ,  杨殿禹 ,  程晨升 ,  王璨 ,  王之梁

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种基于强化学习的AUV自主避障方法，首先设定AUV海底航行自主避障逻辑规则；如果前视声呐无法探测到障碍物，则AUV保持现有航行高度通过障碍物；如果前视声呐探测到障碍物且障碍物高度能够确定，则确定障碍物高度，拉高AUV使AUV航行高度超过障碍物通过障碍物；如果前视声呐探测到障碍物且障碍物高度无法确定，则AUV启动自主偏航策略，通过偏航方式绕过障碍物；AUV自主偏航策略采用基于策略梯度的强化学习模型确定最佳偏航角绕过障碍物。本发明综合考量了任务执行时间、偏离主航线角度与障碍物距离等多种因素，实现了在多种约束下自主实现的最优策略避障。

公开(公告)号：CN112946660A

公开(公告)日：2021-06-11

申请号：CN202110115252.9

申请日：2021-01-28

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 宋保维 ,  潘光 ,  张飞虎 ,  程晨升

IPC: G01S15/86 ,  G01S15/89 ,  G01S17/86 ,  G01S17/89 ,  G01C21/16 ,  G01C21/20

Abstract: 本发明公开了一种基于多波束前视声呐的同时定位与建图方法，利用多波束前视声呐作为感知模块，结合AUV内部的IMU和DVL数据，进行水下定位与地图构建。首先把前视声呐的图像数据转换为二维激光雷达的点云数据，然后将点云数据、IMU数据和DVL数据进行时间同步，最后基于激光SLAM的算法框架来完成AUV的同时定位与建图。本发明可以依靠回环检测，修正随时间积累的误差，加强定位精度，同时可以构建出环境地图，为后续的航行器作业提供先验信息。

公开(公告)号：CN108332756B

公开(公告)日：2021-05-07

申请号：CN201810143849.2

申请日：2018-02-12

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 张飞虎 ,  程晨升 ,  王璨

IPC: G01C21/20

Abstract: 本发明涉及一种基于拓扑信息的水下航行器协同定位方法，用matlab模拟出四个水下航行器的运行轨迹图，用gtsam构建出因子图，以水下航行器之间的距离作为约束条件，加入到对位姿的优化中去，使得定位更加的精确。本发明解决水下航行器由于接收不到高精度的GPS信号而产生的定位误差，经过实验验证，该方法确实可以提高定位的精度，减小误差。