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[发明专利]基于缩放因子的分布式无人机群EKF协同定位方法及系统-CN202310794112.8在审
发明人：罗清华;李生辉;贾广乐;杨可欣;王晨旭;周志权;焉晓贞 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：基于缩放因子的分布式无人机群EKF协同定位方法及系统，涉及无人机定位技术领域，为解决现有的卡尔曼滤波算法难以直接构建过程噪声与卡尔曼滤波估计的误差之间的线性关系，使滤波器的性能下降的问题。包括：S1、构建状态方程；S2、构建主无人机与从无人机i之间的绝对量测方程及从无人机i与从无人机j之间的相对量测值方程，并计算绝对量测方程及相对量测方程的雅可比矩阵Hi和Di；S3、构建缩放因子α；S4、利用缩放因子更新系统误差协方差矩阵#imgabs0#S5、计算绝对量测值的系统增益矩阵#imgabs1#和相对量测的系统增益矩阵#imgabs2#S6、计算相对量测值，对状态估计值及系统误差协方差矩阵进行更新。本发明引入缩放因子的分布式扩展卡尔曼滤波器，提高了无人机群的定位精度。
基于缩放因子分布式无人机群 ekf 协同定位方法系统

[发明专利]基于置信度因子的从无人机优选分布式EKF协同定位方法及系统-CN202310794249.3在审
发明人：罗清华;李生辉;贾广乐;杨可欣;焉晓贞;王晨旭;周志权 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明基于置信度因子的从无人机优选分布式EKF协同定位方法及系统，涉及无人机定位技术领域，为解决现有的主从式无人机群主无人机失效，临时主无人机存在较大的定位误差，会累计传播到其他从无人机中，导致更大的定位误差的问题。包括如下过程：判断主无人机是否失效，若主无人机失效，计算各从无人机的置信度ηi，选择置信度ηi最高的从无人机，将其升级为临时主无人机；构建从无人机i的状态方程和量测方程；分别计算绝对量测增益矩阵#imgabs0#和相对量测增益矩阵#imgabs1#计算相对量测信息的预测值#imgabs2#并更新状态变量#imgabs3#和误差协方差矩阵#imgabs4#至完成定位。本发明实现了在主无人机失效情况下系统的正常运转，有效的控制主无人机失效导致的定位误差增加。
基于置信因子无人机优选分布式 ekf 协同定位方法系统

[发明专利]一种基于分层式扩展卡尔曼滤波的无人机群协同定位方法及系统-CN202310798488.6在审
发明人：罗清华;杨可欣;贾广乐;焉晓贞;王晨旭;周志权 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明一种基于分层式扩展卡尔曼滤波的无人机群协同定位方法及系统，涉及无人机定位技术领域，为解决现有的卡尔曼滤波针对大型无人机群协同定位，存在扩展性和灵活性低，且算法复杂度高的问题。包括如下步骤：S1、对目标从无人机i在t‑1时刻的状态值#imgabs0#和协方差矩阵#imgabs1#进行初始化；S2、构建状态方程，计算状态估计值；S3、计算目标从无人机i与主无人机层的主无人机j之间的量测值#imgabs2#S4、计算误差协方差矩阵估计#imgabs3#S5、计算目标从无人机i的系统增益矩阵#imgabs4#S6、对状态估计值及误差协方差矩阵进行更新。本发明计算量小、实时性高、收敛速度快。融合了多个传感器的信息，提高了系统的稳定性。
一种基于分层扩展卡尔滤波无人机群协同定位方法系统

[发明专利]一种条件约束情况下的无人船任务分配方法及系统-CN202310791879.5在审
发明人：贾广乐;罗清华;张立奇;吴迪;焉晓贞;王晨旭;周志权 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06Q10/0631 文献下载
摘要：本发明提供了一种条件约束情况下的无人船任务分配方法及系统，属于无人船任务分配技术领域。为了解决无人船在现有算法中，时间代价、路径代价和代价函数相对较大，有效性较低的问题。设立三种优化目标，对应每个优化目标获取相应的代价函数，将三种代价函数按照优化目标的不同进行加权，得到目标函数，根据给定权值的代价函数进行任务片段分配，再对染色体进行遗传，按照交叉概率对适度函数进行交叉，最后进行随机变异，重复操作直至迭代次数上限。本方法在条件约束情况下的有效性远远高于其他四种算法，且可根据优化目标的不同而调整权重，目的性更强。
一种条件约束情况无人任务分配方法系统

[发明专利]基于改进CBBA算法的多无人船动态任务分配方法及系统-CN202310791477.5在审
发明人：罗清华;张立奇;焉晓贞;吴迪;周志权;贾广乐;王晨旭 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06Q10/0631 文献下载
摘要：本发明提供一种基于改进CBBA算法的多无人船动态任务分配方法及系统，属于多无人船动态任务分配技术领域。为解决传统CBBA算法在任务重分配方案的计算上存在路径代价指标高、任务完成量低，对于新任务或突发情况会导致无人船任务能力消失的问题。通过构建无人船优先选择集群，来提高算法的计算速度，使算法快速收敛，引入距离奖惩因子和判断时间窗约束的指示变量，根据代价函数构建任务包，使任务分配方案趋向于让无人船执行距离较近任务，使环境内每个具有任务执行能力的个体以自身收益最大、损失最小为目标自行构建任务包；加入时间窗约束，将不符合的任务排除保留符合的任务，再进行冲突消解，最后判断无人船间是否达成共识。
基于改进 cbba 算法无人动态任务分配方法系统

[发明专利]一种基于改进A-Star算法与DWA算法的动态环境路径规划方法及系统-CN202310737569.5在审
发明人： 焉晓贞;周新悦;罗清华;丁若晨;周志权;贾广乐;王晨旭 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种基于改进A‑Star算法与DWA算法的动态环境路径规划方法及系统，属于动态路径规划领域。为解决A‑Star算法无法躲避动态障碍物，DWA算法容易陷入局部最小值，会出现找不到路的情况，且缺乏二者有效融合的问题。本发明提出对机器人行驶路径长度和速度进行优化，对DWA算法先将路径点与改进A‑Star算法所规划路径的最小距离引入评价函数，再以预测轨迹末端距障碍物的最小距离来对评价函数中速度的系数进行选择，提高机器人在距障碍物较远时的行驶速度；使机器人在远离障碍物时以较快的速度运行，在靠近障碍物时，为保证行驶安全，以较缓慢的速度运行，这样既提高了整体的行驶速度，又保证了机器人的行走安全性。
一种基于改进 star 算法 dwa 动态环境路径规划方法系统

[发明专利]一种基于人工势场和A-star融合的无人船路径规划方法及系统-CN202310792556.8在审
发明人： 焉晓贞;许可;胡渊龙;罗清华 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种基于人工势场和A‑star融合的无人船路径规划方法及系统，属于无人船路径规划领域。为解决对于算力有限的无人船来说，传统A‑star算法路径规划的节点过多，计算量过大，未考虑运动学约束；传统人工势场法易陷入局部最优解，出现终点不可达以及未考虑运动学约束的问题。本发明以改进的A‑star算法进行整体路径规划，以嵌入的改进人工势场作为局部路径规划，在传统A‑star算法中使用最简OPEN列表，省去CLOSED列表，提高算法路径规划效率并降低硬件开销，增加无人船的运动学约束和震荡滤波程序，通过增加震荡滤波程序避免节点过多的问题；在人工势场法中通过改进斥力函数消除目标不可达和局部最优问题。
一种基于人工 star 融合无人路径规划方法系统

[发明专利]一种基于聚类遗传算法的多无人船任务分配方法及系统-CN202310660638.7在审
发明人：罗清华;吴迪;焉晓贞;贾广乐;王晨旭;周志权;李迎春;王金龙 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G06F9/48 文献下载
摘要：一种基于聚类遗传算法的多无人船任务分配方法及系统，属于无人船任务分配领域。本发明为了兼顾任务分配方案求解时的效率、所求解的优良性和稳定性，最终实现无人船系统以最少的资源消耗完成最多的任务。首先利用K‑means算法进行数据处理，编写了改进的遗传算法，以此来确定中等规模无人船集群静态任务分配的最佳或次佳分配方案。为了兼顾任务分配方案求解时的效率和所求解的优良性，本发明在传统遗传算法的基础上，参考自适应算法的理念，首先利用K‑means算法进行数据处理，编写了改进的遗传算法，以此来确定中等规模无人船集群静态任务分配的最佳或次佳分配方案。本发明方法兼顾了任务分配方案求解时的效率、所求解的优良性和稳定性，实现无人船系统以最少的资源消耗完成最多的任务。
一种基于遗传算法无人任务分配方法系统

[发明专利]一种应用于仓储机器人静态路径规划方法及系统-CN202310794754.8在审
发明人： 焉晓贞;丁若晨;罗清华;贾广乐;王晨旭;周志权 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种应用于仓储机器人静态路径规划方法及系统，属于静态环境下机器人路径规划技术领域。为了解决传统的A‑Star算法，存在路径长度较长，拐点和访问节点数过多，会使机器人的工作效率降低的问题。本发明在传统A‑Star算法的基础上，引入了聚焦搜索方向和路径再处理的方法，编写了基于搜索方向与路径再处理的改进A‑Star算法，去除了两类非必要节点，以此为仓储机器人规划出一条最优路径，有效减少了转弯次数，进而缩短了路径长度，可满足实时性，有效提高机器人的工作效率。
一种应用于仓储机器人静态路径规划方法系统

[发明专利]一种基于改进CBS算法的多机器人路径规划方法及系统-CN202310737162.2在审
发明人： 焉晓贞;周新悦;罗清华;丁若晨;贾广乐;王晨旭;周志权 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种基于改进CBS算法的多机器人路径规划方法及系统，属于多机器人路径规划领域。为解决现有多机器人路径算法的复杂度高，在路障密集的情况下，机器人间的相互影响导致性能下降，计算时间较长的问题。在无约束条件下利用改进的A‑star算法规划出每个机器人的路径，再利用改进后的代价函数计算路径代价；通过在A‑Star算法的评价函数中引入冲突惩罚因子和转向惩罚因子对底层搜索过程进行改进，通过对选择扩展节点方式的改进使高层次搜索过程选择节点的解决方案中路径总拐点数更少。在障碍物密集和适中的地图环境下，改进CBS算法所规划路径的平均总路径长度，总拐点数和所需计算时间都是最少的，性能最优。
一种基于改进 cbs 算法机器人路径规划方法系统

[发明专利]基于邻域扩展和边界点改进A-star算法的机器人路径规划方法及系统-CN202310660557.7在审
发明人： 焉晓贞;周新悦;罗清华;王晨旭;周志权;贾广乐;王金龙 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G01C21/34 文献下载
摘要：基于邻域扩展和边界点改进A‑star算法的机器人路径规划方法及系统，涉及机器人路径规划技术领域，为了解决传统A‑star算法路径规划时存在搜索时间长、自由度不高、搜索的路径具有很多转折点等一些问题，可能会导致规划得到的最短路径不是实际机器人的最优移动路径，以及为了兼顾移动机器人在各方面的优良性而提出的。首先，将A‑star算法扩展搜索邻域；其次，针对局部无障碍环境下，传统算法搜索效率低，且规划时间长等问题，利用局部障碍环境分块规划的思想，基于两点线段最短原理，对环境信息进行分析。在路径连接过程中，若路径中不存在障碍物，则直接直线连接起点与终点；否则，通过求取相交障碍物的边界点，将路径分为多个局部路径进行规划，最后合并得到整体路径。具体实现为在起点与最后一个边界点之间使用改进A‑star算法求解最短路径，在边界点与终点之间直接直线连接。
基于邻域扩展边界改进 star 算法机器人路径规划方法系统

[发明专利]一种实际环境下机器人路径规划方法及系统-CN202310737491.7在审
发明人： 焉晓贞;周新悦;罗清华;丁若晨;王晨旭;周志权;贾广乐 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种实际环境下机器人路径规划方法及系统，属于智能仓储领域。为解决现有机器人路径规划中，未考虑机器人在实际环境下的自身大小，造成工业或生产损失问题。包括对当前节点判断其相邻节点是否在开放列表中，若在则记录相邻节点中g值最小节点，若不在则加入开放列表并判断是否为目标节点，若是则结束循环，若不是在将当前节点移入关闭列表，计算相邻节点的f值选择f值最小的节点作为下一当前节点，重复上述操作至开放列表为空，保存可用路径后在最小安全距离下进行再处理，得到最终路径。更符合实际情况下的机器人运行，避免由于自身体型差异而导致的损伤货物或自身，提高机器人工作效率，保证了仓储中工作的高效性与安全。
一种实际环境机器人路径规划方法系统

[发明专利]一种基于视觉定位的水下机器人无线充电系统及方法-CN202211725438.7在审
发明人： 焉晓贞;段宏博;罗清华;贾广乐;王晨旭;周志权;杨欣源;宋世康 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： H02J50/90 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于视觉定位的水下机器人无线充电系统及方法，涉及水下机器人充电技术领域。本发明的技术要点包括：所述系统包括水下无线充电装置和水下机器人；其中，水下无线充电装置包括定位Aruco二维码、竖直定位杆、无线充电发射模块、六个支撑固定“Y”形架、两个永磁铁；水下机器人的框架为由三层横板、左右两个上侧板、左右两个下侧板组成的“曰”型框架，框架内包括浮力块、电子仓、推进器、电池仓、机械爪、无线充电接收模块、水平金属定位杆；所述方法基于所述系统实现，利用视觉定位辅助水下机器人与水下无线充电装置对接。本发明提高了水下机器人和水下无线充电装置对接的成功率和效率，易实现水下机器人的可靠充电。
一种基于视觉定位水下机器人无线充电系统方法

[发明专利]一种无逆矩阵自适应滤波的SINS/DVL组合定位方法-CN201910488838.2有效
发明人：罗清华;杨一鹏;闫锋刚;焉晓贞;彭宇;彭喜元 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2019-06-06 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：一种无逆矩阵自适应滤波的SINS/DVL组合定位方法，涉及高精度SINS/DVL组合定位。本发明是为了解决由于传统SINS/DVL组合导航滤波算法计算过程复杂，导致计算效率低和稳定性差的问题。本发明所述的一种无逆矩阵自适应滤波的SINS/DVL组合定位方法，首先基于捷联惯导系统和多普勒计程仪传感器信息，获取相应状态初值和观测值；然后建立基于组合导航误差模型对应的系统方程和观测方程，用无逆矩阵改进自适应滤波算法对误差进行校正，获取校正后目标的速度和位置误差信息；最后将获得的误差信息和捷联惯导与多普勒计程仪的观测信息进行融合，得出高精度的定位结果。本发明可在减小计算量，优化计算过程的基础上，保证定位系统可靠稳定，提高水下自主航行的定位精度。
一种矩阵自适应滤波 sins dvl 组合定位方法

[发明专利]一种基于最优加权改进粒子滤波的多机器人协同定位方法及系统-CN202210677851.4在审
发明人：罗清华;刘超;焉晓贞;王晨旭;周志权 -专利权人：哈尔滨工业大学（威海）
申请日： 2022-06-16 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明提出一种基于最优加权改进粒子滤波的多机器人协同定位方法及系统，涉及多机器人协同定位技术领域，用以解决现有的基于粒子滤波的多机器人协同定位精度较低的问题。本发明的技术要点包括：根据多机器人协同定位系统中不同机器人性能不同造成的观测信息可靠性不同，使用最优加权融合理论改进粒子滤波算法，求出使总体测距方差最小的多个观测值的权值，使得定位机器人对融合了系统中其他机器人观测信息计算出的定位结果有最优权值，从而计算出协同定位结果，进一步提高多机器人定位系统的定位精度和鲁棒性。本发明可应用于多机器人协同定位之中。
一种基于最优加权改进粒子滤波机器人协同定位方法系统

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