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[发明专利]基于对水速度辅助惯导的深水智能导航方法-CN201910038063.9有效
发明人：何波;吕鹏飞;郭佳;沈钺;沙启鑫 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2019-01-16 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开一种基于对水速度辅助惯导的深水智能导航方法，拟从声学信息预处理、对水速度辅助惯导系统等方面采取措施，以解决声学测量、海洋环境带来的声学信息可信度差，以及AUV距海底过远无DVL对地速度辅助时的导航累积误差大等相关问题。具体包括(1)基于运动约束思想，引入舵鳍浆变化信息，对声学信息进行预处理以提高声学信息的可信度；(2)引入虚拟计程仪方案，设计无延迟HMM/KF滤波器，将DVL与INS的速度进行综合处理，以减少AUV颠簸摇摆、加减速、转弯带来的DVL速度误差和INS的长周期误差；(3)采用图优化算法，利用非线性最优化控制误差水平，并通过递归方式进行边缘化和最优化，实现实时性的构图以提高导航精度。
基于速度辅助深水智能导航方法

[实用新型]应用于数字电子技术实验箱的扩展板-CN202122014373.2有效
发明人： 沙启鑫;张志腾;闫劢;李光亮;高爽 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2021-08-25 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： G09B23/18 文献下载
摘要：本实用新型涉及电子教学实验设备领域，特别是一种应用于数字电子技术实验箱的扩展板。包括扩展板体，其中，还包括IC锁紧插座、芯片引脚引出端子、滑槽和插接端子，扩展板体上设有数个IC锁紧插座，IC锁紧插座的周围均匀分布有数个芯片引脚引出端子，IC锁紧插座用于插放双列直插式芯片，IC锁紧插座的各个引脚和芯片引脚引出端子的各个引脚在扩展板内部分别连通，芯片引脚引出端子与芯片引脚连接。其结构简单，易于实现，在无需更换实验箱的情况下，扩展了芯片插槽，并实现了实验电路模块化，便于更换芯片。
应用于数字电子技术实验扩展

[发明专利]基于ESO的水下机器人模糊PID运动控制方法-CN201811580167.4有效
发明人：何波;尹青青;李红佳;沈钺;沙启鑫 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2018-12-24 - 公布日： 2021-10-22 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明所述的基于ESO的水下机器人模糊PID运动控制方法，提出基于ESO与PID模糊逻辑控制，以弥补现有的PID控制技术不能在复杂海洋环境下进行参数调整的不足，以及在外界环境干扰的情况下对水下航行器的运动姿态以及环境干扰的估计和补偿，最终实现水下航行器在复杂海洋环境下的运动姿态稳定。方法包括有以下阶段：(1)信息获取与需求分析；(2)系统状态预测和干扰补偿；(3)PID参数自调整与AUV运动控制。
基于 eso 水下机器人模糊 pid 运动控制方法

[发明专利]一种生成对抗交互模仿学习方法、系统、存储介质及应用-CN202110206564.0在审
发明人：李光亮;黄杰;隽荣顺;沙启鑫;何波 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2021-02-24 - 公布日： 2021-09-10 - 主分类号： G06N3/04 文献下载
摘要：本发明属于人工智能技术领域，公开了一种生成对抗交互模仿学习方法、系统、存储介质及应用，所述生成对抗交互模仿学习方法结合生成对抗模仿学习和交互学习框架形成生成对抗交互模仿学习GA2IL；所述GA2IL由两个阶段组成：(1)基于最大熵逆强化学习的类GAIL阶段；(2)交互强化学习阶段。本发明GA2IL无论在专家示教是最优还是次优的情况下，GA2IL智能体都能超越专家演示的表现并习得最优或接近最优的策略，且可以提升策略的稳定性并拓展到大型复杂任务之中。本发明在给定无论是最优还是次优专家演示的情况下，GA2IL智能体总是可以超越专家演示的表现并习得最优或接近最优的策略。
一种生成对抗交互模仿学习方法系统存储介质应用

[发明专利]迁移强化学习控制方法、系统、存储介质、设备及应用-CN202110211236.X在审
发明人：李光亮;隽荣顺;黄杰;沙启鑫;何波 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2021-02-25 - 公布日： 2021-06-01 - 主分类号： G06N3/04 文献下载
摘要：本发明属于机器人控制技术领域，公开了一种迁移强化学习控制方法、系统、存储介质、设备及应用，采用交互渐进网络学习，先对人的评估以反馈网络进行建模预训练，用于在训练策略时预测人的评估；对使用渐进式网络迁移后的策略进行训练时，同时使用人的实时评估和反馈网络的预测作为奖励函数。其允许人类训练者对状态动作提供评估，由状态动作对序列{(s0,a0),...,(sn,an)}组成，从评估中训练人的反馈网络并且该网络被当作渐进式网络迁移后的策略训练中的奖励函数。本发明能够有效的对不同环境的策略进行迁移；在具有离散和连续动作的任务之间，即使当渐进网络学习从具有高维状态空间的任务迁移到那些具有低维状态空间的任务效果很小时，能更好、更快地进行迁移学习。
迁移强化学习控制方法系统存储介质设备应用

[实用新型]一种用于水下拖曳链系统的非接触信号传输装置-CN202021031171.8有效
发明人：张嘉铭;何萍;江景涛;沙启鑫 -专利权人：青岛澎湃海洋探索技术有限公司
申请日： 2020-06-08 - 公布日： 2021-01-05 - 主分类号： H02J50/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于水下拖曳链系统的非接触信号传输装置，属于非接触供电及通讯技术领域，利用拖曳链装置必需包含的塑包钢缆来实现信号的非接触传输，采取的技术方案是，对位于水下的塑包钢缆的两头不采用塑包处理，利用海水导电作用，形成钢缆‑海水的电路回路，在水上集成系统和水下集成模块内分别安置处理模块和电磁耦合器，塑包钢缆分别穿过水上集成系统和水下集成模块内的电磁耦合器，通过两次电磁耦合效应，实现水上集成系统和水下集成模块之间电能与数据的非接触传输。本实用新型可广泛应用于水文环境测量，相比现有装置，维护成本低，测量灵活性高，具有较高的实际应用及推广价值。
一种用于水下拖曳系统接触信号传输装置

[实用新型]一种水下自主航行器紧急定位系统-CN202020488532.5有效
发明人：牟晓凯;何萍;江景涛;沙启鑫 -专利权人：青岛澎湃海洋探索技术有限公司
申请日： 2020-04-07 - 公布日： 2021-01-05 - 主分类号： G01S19/42 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种水下自主航行器紧急定位系统，所述紧急定位系统包括定位主控模块、备用电池和电源切换模块，电源切换模块设置在定位主控模块与水下自主航行器的主控系统之间，电源切换模块包括控制开关以及第一继电器，第一继电器的线圈输入端与主控系统的输出端相连，所述定位主控模块包括电源管理模块、数据交互模块和MSP信号处理器，实现对卫星定位模块和卫星通信模块的电源控制与数据传输。本方案设计的紧急定位系统，当主控系统控制正常工作时，使紧急定位系统处于断路状态；当主控系统停止运行，电源切换模块自动切换至备用电池为紧急定位系统供电，紧急定位系统通过卫星通信方式，将载体卫星定位信息发送至操作人员，保障航行器的顺利回收。
一种水下自主航行紧急定位系统

[实用新型]水下潜器壳体强度测试装置-CN202020662647.1有效
发明人：高爽;何萍;江景涛;沙启鑫 -专利权人：青岛澎湃海洋探索技术有限公司
申请日： 2020-04-27 - 公布日： 2020-11-24 - 主分类号： G01N3/02 文献下载
摘要：本实用新型涉及水下潜器测试，特别是水下潜器壳体强度测试装置。包括浮体、重物释放箱、壳体测试机构、索道和索道压载，重物释放箱的顶部固定有浮体，重物释放箱的底部设有重物释放机构，索道的顶端与重物释放箱连接，索道的底部与索道压载连接，壳体测试机构位于重物释放箱和索道压载之间，且套在索道上。可在复杂的海洋环境下同时测试多个壳体，在测试过程中能够保证待测壳体在到达指定深度的过程中匀速运动。
水下壳体强度测试装置

[实用新型]用于深海环境下的大功率水下光源-CN202020514086.0有效
发明人：李腾跃;何萍;江景涛;沙启鑫 -专利权人：青岛澎湃海洋探索技术有限公司
申请日： 2020-04-10 - 公布日： 2020-10-09 - 主分类号： F21S2/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及深海探测领域，特别是一种用于深海环境下的大功率水下光源。包括光源上壳和水密接插封装元件，其中，还包括光学玻璃罩、LED阵列、散热片和铝合金耐压壳体，光源上壳与光学玻璃罩的内侧之间设有防水垫片，光学上壳与防水垫片之间的压合面、防水垫片与光学玻璃罩之间的压合面上均设有防水硅脂层，光学玻璃罩的外侧设有铝合金耐压壳体，铝合金耐压壳体与光源上壳之间通过螺纹连接的方式固定连接。可在复杂的海洋环境下长时间连续照明、安全性高、照明范围广，并可以集成在各类水下运动平台上进行海洋调查实验。
用于深海环境大功率水下光源

[发明专利]基于自抗扰的无模型自适应AUV控制方法-CN201811561751.5有效
发明人：何波;李红佳;尹青青;沈钺;沙启鑫 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2018-12-20 - 公布日： 2020-09-25 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于自抗扰的无模型自适应AUV控制方法，首先利用自抗扰控制中的微分跟踪器对输入信号安排过渡过程并提取其微分信号，然后扩张状态观测器把系统的不确定扰动看作总扰动并对其进行实时的动态估计和补偿，并将微分跟踪器跟踪出来的信号输入到无模型自适应控制器之中，最后将扩张状态观测器观测出来的干扰作用在无模型自适应控制器的输出舵角之上，最终实现AUV的运动控制。本发明克服了传统控制算法快速性和超调性之间的矛盾，大大提高了系统的抗干扰能力，并且实现简单、计算量小、鲁棒性强，对于未知非线性时变系统控制效果明显，可以广泛应用AUV的运动控制当中，并具有良好的控制效果。
基于模型自适应 auv 控制方法

[实用新型]一种多功能充气式水下设备应急自救装置-CN201922105460.1有效
发明人： 沙启鑫;何萍;江景涛 -专利权人：青岛澎湃海洋探索技术有限公司
申请日： 2019-11-29 - 公布日： 2020-05-19 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种多功能充气式水下设备应急自救装置，包括耐压壳体，所述耐压壳体外部环绕设置有环形气囊，所述耐压壳体内部设有放气阀，所述放气阀的输出端口连接于所述环形气囊上，所述放气阀的输入端上连接有气瓶，所述放气阀的阀杆上连接有步进电机，本实用新型不对生态环境造成任何影响；而且通过气囊放气以及更换气瓶的方式使得该装置能够重复利用；此外由于重量轻、体积小、零浮力所以对设备本身的重量以及有效载荷影响很小；并提供了串口、无电气连接式磁感应等多种通信接口和控制方式；支持二次开发；且配有GPS/北斗定位装置及铱星系统，便于设备定位和回收；具有很好的通用性和智能性，可用于水下设备的应急自救。
一种多功能充气式水下设备应急自救装置

[实用新型]一种用于AUV集成水下推进器-CN201922105466.9有效
发明人：江景涛;何萍;沙启鑫 -专利权人：青岛澎湃海洋探索技术有限公司
申请日： 2019-11-29 - 公布日： 2020-05-12 - 主分类号： B63G8/08 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种用于AUV集成水下推进器，包括一体式外壳，所述一体式外壳内连接有金属隔套，所述一体式外壳内穿过桨轴，所述桨轴上套有转子磁钢，所述桨轴端部与所述金属隔套端部转动连接；所述金属隔套外部套有定子线圈，所述转子磁钢外部涂覆有防水层，本推进器相对于以往的水下推进器，其结构采用集成式，外部结构可融合到AUV当中，不破坏AUV的最佳流线外形，减小航行阻力，定子与转子通过隔套隔离，将需要动密封的密封结构，转变为静密封密封结构，减小了密封难度和结构难度。
一种用于 auv 集成水下推进器

[发明专利]基于自整定视线与漂角补偿的自主水下航行器路径跟踪控制方法-CN201910022532.8有效
发明人：何波;刘峰旭;沈钺;秦平;沙启鑫 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2019-01-10 - 公布日： 2020-04-07 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于自整定视线与漂角补偿的自主水下航行器路径跟踪控制方法，以提高AUV在洋流干扰下的跟踪性能，该方法在视线法(LOS)的基础上将虚拟视线的选取考虑到期望路径的曲率以及跟踪过程中的横向误差，同时根据跟踪过程中的漂角计算出合适的补偿度作用到期望艏向，使AUV在运动过程中根据实时的跟踪状况自整定虚拟视线长短，同时消除洋流对其运动方向产生的影响。且通过仿真试验证明该方法能够使AUV更快速地收敛到期望路径，实现了AUV在复杂海洋环境下精确的路径跟踪控制，具有较高的实用及推广价值。
基于视线补偿自主水下航行路径跟踪控制方法

[发明专利]一种用于AUV集成水下推进器-CN201911202238.1在审
发明人：江景涛;何萍;沙启鑫 -专利权人：青岛澎湃海洋探索技术有限公司
申请日： 2019-11-29 - 公布日： 2020-02-07 - 主分类号： B63G8/08 文献下载
摘要：本发明提出了一种用于AUV集成水下推进器，包括一体式外壳，所述一体式外壳内连接有金属隔套，所述一体式外壳内穿过桨轴，所述桨轴上套有转子磁钢，所述桨轴端部与所述金属隔套端部转动连接；所述金属隔套外部套有定子线圈，所述转子磁钢外部涂覆有防水层，本推进器相对于以往的水下推进器，其结构采用集成式，外部结构可融合到AUV当中，不破坏AUV的最佳流线外形，减小航行阻力，定子与转子通过隔套隔离，将需要动密封的密封结构，转变为静密封密封结构，减小了密封难度和结构难度。
一体式外壳金属隔套桨轴水下推进器密封结构转子磁钢减小转子定子线圈航行阻力流线外形密封难度外部结构转动连接动密封防水层集成式静密封内连接推进器外部隔套上套涂覆隔离穿过融合

[发明专利]基于动力学的速度模型辅助水下智能导航方法-CN201910038062.4在审
发明人：何波;吕鹏飞;郭佳;沈钺;沙启鑫 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2019-01-16 - 公布日： 2019-04-16 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开一种基于动力学的速度模型辅助水下智能导航方法，包括步骤：(1)周期性采集机载传感器信息；(2)确定待建立速度模型的输入变量和输出变量；(3)构建速度模型并对其进行训练；(4)当DVL被检测到故障或数据失效时，基于所训练模型的输出速度作为对底速度进行导航分析，进而实现模型辅助导航。本方案借鉴动力学模型思想，提出一种新的AUV速度模型，且考虑了舵片舵角、航向角等因素的影响，运行过程中，只要未检测到DVL的故障数据，都可随时增加训练集进行模型训练，在检测到DVL故障数据后可用模型输出速度进行替代，有效避免因DVL失效或故障引起的导航误差增大的问题，在不增加硬件成本的前提下，提供速度传感器的冗余方法，系统鲁棒性好，且能够保障高精度的导航。
速度模型故障数据智能导航动力学检测动力学模型机载传感器速度传感器系统鲁棒性周期性采集输出导航误差模型辅助模型训练输出变量输入变量训练模型硬件成本运行过程航向角训练集增大的冗余舵角舵片构建可用替代分析

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