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公开(公告)号：CN116974189B
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202310524189.3
申请日：2023-05-11
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及水下无人航行器控制系统领域，具体的说，设计一种CPG梯形波控制方法。该方法是在传统的控制方法基础上，通过引入CPG输出低通方程来实现CPG梯形波输出。利用本发明所述的梯形波控制方法，当需进行左转弯时，将航行器右侧胸鳍装置设定为传统正弦波输出控制，左侧胸鳍装置设定为CPG梯形波输出控制从而增大左侧推力以实现左转弯。当需进行右转弯时，将航行器左侧胸鳍装置设定为传统正弦波输出控制，右侧胸鳍装置设定为CPG梯形波输出控制从而增大左侧推力以实现右转弯。
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公开(公告)号：CN117406757B
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202311695614.1
申请日：2023-12-12
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明提供了一种基于三维全局视觉的水下自主航行方法，包括：步骤S1，获取环境图像数据和第一运行数据；步骤S2，构建三维坐标系，并根据环境图像数据得到水下航行器的第一位置数据和水下障碍物的第二位置数据；步骤S3，通过路径分析模型进行数据分析生成初始路径并控制水下航行器沿初始路径游动；步骤S4，判断水下航行器的目标位置和实时位置是否相同：若是则控制水下航行器继续游动，随后转向步骤S5；若否则返回步骤S1；步骤S5，获取水下航行器的第二运行数据并输入至CPG相位振荡模型中得到输出角度以进行姿态调整，随后返回步骤S4。有益效果是本发明能够自动对水下航行器进行路径规划和姿态调整，并进行偏航修正和障碍物避让，能提升安全性。
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公开(公告)号：CN117406757A
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202311695614.1
申请日：2023-12-12
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明提供了一种基于三维全局视觉的水下自主航行方法，包括：步骤S1，获取环境图像数据和第一运行数据；步骤S2，构建三维坐标系，并根据环境图像数据得到水下航行器的第一位置数据和水下障碍物的第二位置数据；步骤S3，通过路径分析模型进行数据分析生成初始路径并控制水下航行器沿初始路径游动；步骤S4，判断水下航行器的目标位置和实时位置是否相同：若是则控制水下航行器继续游动，随后转向步骤S5；若否则返回步骤S1；步骤S5，获取水下航行器的第二运行数据并输入至CPG相位振荡模型中得到输出角度以进行姿态调整，随后返回步骤S4。有益效果是本发明能够自动对水下航行器进行路径规划和姿态调整，并进行偏航修正和障碍物避让，能提升安全性。
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公开(公告)号：CN116974189A
公开(公告)日：2023-10-31
申请号：CN202310524189.3
申请日：2023-05-11
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及水下无人航行器控制系统领域，具体的说，设计一种CPG梯形波相位振荡器模型。该模型是在传统的相位振荡器模型基础上，通过引入CPG输出低通方程来实现CPG梯形波输出。利用本发明所述的梯形波相位振荡器模型，当需进行左转弯时，将航行器右侧胸鳍装置设定为传统正弦波输出控制，左侧胸鳍装置设定为CPG梯形波输出控制从而增大左侧推力以实现左转弯。当需进行右转弯时，将航行器左侧胸鳍装置设定为传统正弦波输出控制，右侧胸鳍装置设定为CPG梯形波输出控制从而增大左侧推力以实现右转弯。
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公开(公告)号：CN117950307A
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202311869035.4
申请日：2023-12-30
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于滑扑占比调整的速度控制方法，通过采用当前速度与期望速度计算得到的速度偏差与速度偏差变化率，来调整仿生水下航行器的扑动时间和滑翔时间，实现对滑扑占比的高效控制，从而实现速度的闭环控制，本发明方法优化速度控制性能，在提高能量效率、增强机动性和提高环境适应性方面实现质的提升。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117644959A
公开(公告)日：2024-03-05
申请号：CN202311659961.9
申请日：2023-12-06
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及水下仿生机器人技术领域，一种仿蝠鲼载人潜水器，包括主体支架、蝠鲼主体外罩、左胸鳍模块、右胸鳍模块、尾鳍模块、驾驶舱和重浮力调节模块；主体支架设置在蝠鲼主体外罩内；左胸鳍模块活动连接在主体支架左侧；右胸鳍模块活动连接在主体支架右侧；尾鳍模块活动连接在主体支架的蝠鲼主体外罩的后端；驾驶舱设置在蝠鲼主体外罩中部；重浮力调节模块包括第一和第二重浮力调节组件；第一重浮力调节组件和第二重浮力调节组件包括油箱和两个油囊；通过四个油囊内的油量来控制蝠鲼主体外罩的平衡调节。本发明的优点是该载人潜水器通过模仿蝠鲼流线型的结构减小了水下阻力，提升了机动性、灵活性和稳定性。
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公开(公告)号：CN117032270A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202310967725.7
申请日：2023-08-03
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了基于耦合时间CPG模型的仿蝠鲼水下航行器控制方法，基于耦合时间CPG模型包括：振幅方程、相位方程、输出方程、峰值保持条件、峰值保持时间；本发明提高了仿蝠鲼水下航行器胸鳍推力，降低了航行器胸鳍推动能耗，提高了航行器的运动推进性能及效率，延长了航行器的游动距离，同时使得仿蝠鲼航行器游动姿态更接近实际生物，提高了仿生相似性。通过设定合理参数模仿生物实际游动姿态使CPG产生周期性运动，利用胸鳍柔性特征使仿蝠鲼航行器胸鳍被动变形时间增大，使胸鳍推力提高，从而提高仿蝠鲼航行器的推进能力及效率。
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公开(公告)号：CN116477027A
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202310180793.9
申请日：2023-02-17
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种扑翼水下无人航行器的舵机软复位方法，在航行器两侧的扑翼装置的部位设有形变应变片传感器，通过标定航行器两侧的扑翼装置的最大上限位置与最大下限位置之间不同位置时，应变片的电阻的阻值，得到相应的应变片上的电压值Vi；扑翼水下无人航行器运行过程中，控制系统采集测量应变片电压值Vx，将Vx与控制系统已经标定的Vi进行对比，得到当前扑翼装置的实际位置区域，使得在舵机无位置反馈情况下获取舵机位置数据；当需要将扑翼装置调到某位置时，控制系统实际位置与某位置分段运动到设定位置。极大程度降低了航行器扑翼装置因大角度急速运动而导致的结构畸变。从而增加舵机、扑翼装置使用寿命，实用性强。
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公开(公告)号：CN118747002A
公开(公告)日：2024-10-08
申请号：CN202410668371.0
申请日：2024-05-28
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明公开了一种基于Aruco码的水下航行器自主游动控制方法及水下航行器，涉及水下航行器控制领域，待巡航区域中预先布置有多个辅助定位的Aruco码，确定初始巡航路径并控制水下航行器沿该路径运动，通过图像采集模块获取第一图像，在判定第一图像中存在至少两个Aruco码时根据该图像及预设水下全局坐标图确定当前位置坐标，水下定位方式可靠高效，确保航行器按照初始巡航路径运动；在判定出现障碍物时根据预设实时避障算法确定从避障起点至避障终点的避障路径，以控制水下航行器在沿其运动而避开障碍物后继续沿初始巡航路径运动，最终可靠到达巡航终点。该方案能可靠地实现对水下航行器的自主游动控制，实现对待巡航区域的感知。
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公开(公告)号：CN118331254A
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202410270034.6
申请日：2024-03-11
Applicant: 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于路径规划下的水下仿生机器人自主避障方法，该方法包括：上位机生成一条初始路径；由水下仿生机器人建立实时地图；确定路径起始点和路径终点，在所述实时地图中随机生成n个节点：X1～Xn；通过欧式距离对n个节点中的每个节点与路径终点Xgoal的距离进行计算，采用轮盘赌算法从所述的n个节点中选取一个节点作为生成的随机点Xrand；选取离所述生成的随机点Xrand最近的一个节点作为备选节点Xnearest，沿备选节点Xnearest向随机点Xrand的方向上，选取距离备选节点Xnearest固定长度S的位置作为新节点Xnew；通过人工势场法对生成新节点Xnew进行修正得到的新节点为Xrenew；该方法能够以较少的时间寻找到一条代价低的避障路径，其优化效率高、优化代价低。
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