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[发明专利]一种基于悬停式水下航行器的水下未知环境主动建图方法-CN202310452085.6在审
发明人： 秦洪德;邓忠超;贺嘉贤;薛祎凡 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-04-24 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于悬停式水下航行器的水下未知环境主动建图方法，属于机器人环境探索技术领域。本发明提供的基于悬停式水下航行器的水下未知环境主动建图方法，利用悬停式水下航行器搭配传感器获取海洋未知区域的环境数据，根据信息增益值确定最佳下一视点，根据最佳下一视点以当前树上各临近节点为父节点时的代价确定到达最佳下一视点的安全可行的路径。如此实时更新栅格地图，高效、快速、准确的实现地图的构建和动态更新，进而辅助水下航行器实现目标区域的导航，在基于水下航行器的水下环境探索任务和水下结构检查等类似任务中具有广阔的应用前景。
一种基于悬停水下航行未知环境主动方法

[发明专利]水陆两栖水下机器人投放回收装置-CN202211461020.X有效
发明人：李鹏;郭佳奇;秦洪德;邓忠超;林忠宇 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-11-17 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： B63B23/30 文献下载
摘要：水陆两栖水下机器人投放回收装置，属于水下机器人投放技术领域。投放回收输送带安装在船体上，投放回收输送带用于进行水下机器人的投放回收工作，辅助投放回收结构安装在支架上，辅助投放回收结构用于与投放回收输送带相互配合，对水下机器人进行搬运、调节，或者能够单独进行投放回收工作。本发明通过投放回收输送带可以对水下机器人进行高效的投放回收工作，使机器人直接下水，大大提高工作效率，并且在高效的同时，保障了投放位置的准确性与安全性。进行回收工作时，更加可以通过辅助投放回收结构进行配合，使水下机器人安全准确的回到投放回收输送带上，完美实现回收工作。
水陆两栖水下机器人投放回收装置

[发明专利]吸盘式波浪能自发电无人机-CN202310131206.7有效
发明人：张璐;李鹏;李佳慧;秦洪德 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-02-17 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： B64U10/14 文献下载
摘要：吸盘式波浪能自发电无人机，属于无人机技术领域。不仅能够有效发电，解决无人机续航问题，还能在任意形状表面上吸附固定。发电装置下端安装在无人机主体上，发电装置上端安装有吸附装置，通过吸附装置固定在海上的固定结构物后，无人机主体作为受能体随波浪而起伏运动，通过发电装置切割磁感线发电。本发明的无人机主体作为受能体，随波浪起伏运动，通过能量转换装置内部的切割磁感线发电过程，实现无人机的波浪能自发电功能，能够有效发电，解决无人机续航问题。吸附装置采用吸盘结构，并通过气泵在吸盘内形成负压，同时第二电动推杆控制刚性架伸缩调整吸盘结构内负压空间，从而牢固地吸附至物体表面，充当波浪能发电装置的定体。
吸盘波浪发电无人机

[发明专利]一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置-CN202110795461.2有效
发明人：朱仲本;秦洪德;李鹏;邓忠超;苏军 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-07-14 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： F03D3/00 文献下载
摘要：本发明涉及无人帆船技术领域，特别涉及一种风力发电及动力调控装置。一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，包括：限位架，其中一组限位架固定连接有发电机，另一组限位架通过轴承连接有定位轴；折叠机构，其包含支撑杆以及挡片，并在相邻两组挡片之间通过设置合页连接；以及收卷机构，其包含定位轴以及连动盘，且两组连动盘之间设置限位杆。本发明通过在两组连动盘，并在连动盘之间设置限位杆，能够根据需要自由的调节挡风板的展开程度，从而提高发电设备的适用性；另一方面，本发明通过在限位架的外部设置夹板，并夹板之间设置外丝杆和套筒，不但能够降低装置安装的难度，同时还方便对装置进行调整，进一步提高装置的适用性。
一种无人驾驶帆船风力发电动力调控装置

[发明专利]一种基于改进DWA的AUV局部路径规划方法-CN202310581706.0在审
发明人：朱仲本;薛祎凡;张嘉豪;秦洪德 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-05-22 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及路径规范领域，尤其涉及一种基于改进DWA的AUV局部路径规划方法，所述局部路径规划方法包括以下步骤：参照AUV在水平面的局部路径规划定义质量矩阵；参照AUV传统运动状态方程，以控制输入矢量和速度矢量为变量，得到其加速度函数；设定多种应用情形，根据角速度的具体取值得到最大加速度，进而对容许速度进行评估定义；设计自适应参数，采用自适应的方式，根据障碍物信息和自身状态调整速度评价函数的参数；根据选择的最优期望速度，选取正定函数，基于反步法设计控制器，形成决策‑控制闭环；AUV通过自身搭载的感知设备获取其状态信息和周围障碍物信息，依上述算法求解得到控制期望和控制输入，以实现灵活精准避障。
一种基于改进 dwa auv 局部路径规划方法

[发明专利]堰塞湖库容量测量水下机器人自适应动态路径规划方法-CN202310620767.3在审
发明人： 秦洪德;周楠;薛祎凡 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：堰塞湖库容量测量水下机器人自适应动态路径规划方法，所述路径规划方法包括以下步骤：岸基系统将订阅卫星拍摄采集的堰塞湖图像进行处理，获得堰塞湖水域的初始边界经纬信息，并将堰塞湖水域地图进行栅格化处理；水下机器人投放后，岸基系统将划分的堰塞湖区域边界信息和起始位置信息通过通讯模块发送给各个水下机器人；水下机器人执行初始区域覆盖路径，自身携带的传感器实时获取水下机器人的对底高度信息，通过局部规划器采用自适应动态的形式计算获得新的局部路径；根据局部规划路径的扫描宽度与路径长度，结合水下机器人运动路径上平均对底高度；将已扫描区域与堰塞湖初始区域进行比对，以判断水下机器人是否完成区域覆盖扫描任务。
堰塞湖库容测量水下机器人自适应动态路径规划方法

[发明专利]一种适用于帆船的可调节帆面面积的风帆-CN202211167917.1有效
发明人：李鹏;秦洪德;张宇新;邓忠超;龚方玉 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-09-23 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： B63H9/06 文献下载
摘要：一种适用于帆船的可调节帆面面积的风帆，属于船用风帆技术领域。提供一种可通过调节风帆面积结合风速来控制帆船速度的风帆。包括空心支撑杆、转动安装在空心支撑杆内部的两个旋转立柱、一端缠绕在对应旋转立柱上的两个风帆帆面以及安装在风帆帆面和空心支撑杆之间的多个自动伸缩杆；所述两个风帆帆面作为侧翼设置在空心支撑杆两侧，所述两个旋转立柱正反转时，由多个自动伸缩杆配合伸缩，使风帆帆面能够展开扩大面积，提高帆船的航速或者使风帆帆面能够卷入空心支撑杆内部缩小面积，降低帆船的航速。本发明从风帆的帆面面积入手，使帆船的航速不完全由风速决定。通本发明还可以通过各结构间的配合实现降帆，以保证航行安全。
一种适用于帆船调节面积风帆

[发明专利]一种水下多瓶取水样装置及其取样方法-CN202310312089.4在审
发明人：牟晓凯;秦洪德;尹春胜;朱仲本;邓忠超;薛祎凡;曹小建 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-03-28 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01N1/14 文献下载
摘要：本发明涉及水质检测领域，具体公开了一种水下多瓶取水样装置及其取样方法。该装置包括驱动结构、分流结构以及取样结构，其中驱动结构为分流结构提供动力，分流结构向取样结构输送水样；取样结构包括多个取样部，分流结构分别连接多个取样部的进水口，各个取样部包括活塞与取样壁，取样壁呈管道状，活塞可移动地设于取样壁之间，活塞、取样壁与取样部的进水口之间形成密闭的取样腔。本发明通过设置多个取样部可达到一次下水，多点取样的效果，且取样部活塞的设置解决了取水前后的重浮力改变问题，更加便捷。
一种水下多瓶取水样装置及其取样方法

[发明专利]一种多点位水质采样仪及其取样方法-CN202310311398.X在审
发明人： 秦洪德;牟晓凯;尹春胜;朱仲本;邓忠超;曹小建;薛祎凡 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-03-28 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01N1/14 文献下载
摘要：本发明涉及水样采集技术领域，具体公开了一种多点位水质采样仪及其取样方法。该多点位水质采样仪包括动力机构、取样机构以及存储机构，动力机构为取样机构提供动力，存储机构存储取样机构取入的水样；其中取样机构包括传动件、取样活塞、外部进水口以及取样管，传动件连接动力机构与取样活塞，取样活塞设置于取样管内，取样管的底部为非封闭状态，传动件带动取样活塞在取样管内进行运动，且取样管的顶部与所述外部进水口连通；存储机构则包括多个储水瓶，取样出水口连接多个储水瓶的进水口。本申请通过传动件带动取样活塞运动，在压差的作用下使外部水样被快速吸入取样管内，且可实现一次下水、多次取样，保证取水前后整个装置的重浮力不变。
一种多点水质采样及其取样方法

[发明专利]多点位自主水下取样设备及取样方法-CN202310311203.1在审
发明人：朱仲本;秦洪德;尹春胜;牟晓凯;邓忠超;薛祎凡;曹小建 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-03-28 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01N1/14 文献下载
摘要：本发明提出多点位自主水下取样设备及取样方法。所述取样设备包括自主AUV，所述自主AUV拥有自带动力源，可实现自主行驶到各个取水点进行自动取样工作，并实时检测温度、含盐量、深度等水文信息。所述AUV的艏段包含螺杆泵式取水装置，所述柱塞泵式取水装置是利用柱塞泵形式，将水抽取到取样瓶内，所述取样瓶为活塞式结构，以此即保证了储存的液体密封，又不会破坏整体的重浮力。
多点自主水下取样设备方法

[发明专利]一种基于Gibbs采样器的自适应平滑方法-CN202011388197.2有效
发明人：朱仲本;秦洪德;余相;盛明伟;邓忠超 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-12-01 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： H03H21/00 文献下载
摘要：本发明属于状态估计技术领域，特别涉及一种自适应平滑方法。一种基于Gibbs采样器的自适应平滑方法，首先将线性状态空间模型中的过程噪声方差矩阵及观测噪声方差矩阵看作未知的随机变量，将其先验分布建模为逆Wishart分布。在Gibbs采样器的框架下，将未知的方差矩阵与系统状态同时进行迭代采样。在进行多次迭代之后，选取达到稳态之后的迭代周期采样的平均值作为最终的状态估计值以及噪声方差矩阵估计值。本发明所提出的自适应平滑方法可以在模型初始噪声方差矩阵误差较大时仍然取得较好的状态估计结果，同时可以较为准确的估计出未知的噪声方差矩阵。
一种基于 gibbs 采样自适应平滑方法

[发明专利]基于有限时间扰动观测器的机器鱼精确地形跟踪控制方法-CN202210950662.X有效
发明人：李鹏;秦洪德;高立阳;邓忠超;江志远 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-08-09 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：基于有限时间扰动观测器的机器鱼精确地形跟踪控制方法，属于水下航行器控制领域。包括以下步骤：S1、得到改进后的机器鱼数学模型；S2、建立机器鱼地形跟踪误差方程；S3、建立有限时间收敛系统；S4、基于S1和S3，设计有限时间集总扰动观测器；S5、设计有限时间地形跟踪制导子系统；S6、设计有限时间滑模面，结合S2、S4和S5，设计有限时间精确地形跟踪控制器。本发明中提出的基于二阶有限时间微分器的新型有限时间扰动观测器，能够快速准确地估计扰动，并抑制由sign函数引起的抖振。基于此扰动观测器设计的机器鱼精确地形跟踪控制器能够保证机器鱼快速且精确地完成地形跟踪任务，同时具有优异的鲁棒性。
基于有限时间扰动观测器机器精确地形跟踪控制方法

[发明专利]基于强化学习技术的自主水下机器人速度和艏向控制方法-CN202010087517.4有效
发明人： 秦洪德;孙延超;张佩;王卓;万磊;景锐洁;张宇昂;曹禹 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-02-11 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：一种基于强化学习技术的自主水下机器人速度和艏向控制方法，属于机器人控制技术领域。为了解决现有的水下机器人的控制方法依赖于控制对象模型精度的问题，以及不依赖模型的控制方法控制精度不高的问题。本发明设计了基于Q学习的速度和艏向控制器，将偏差和偏差变化率作为Q学习控制器的输入，将纵向推力和偏航力矩作为Q学习控制器的输出，使得Q学习控制器完全替代传统常规的控制器，从而达到水下机器人自主学习和自主决策的目标。主要用于水下机器人速度和艏向的控制。
基于强化学习技术自主水下机器人速度控制方法

[发明专利]一种推进器-CN202211666915.7在审
发明人：李戈扬;李鹏;吴海洋;秦洪德 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-12-21 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： B63G8/08 文献下载
摘要：一种推进器，属于水下机器人技术领域。具有多自由度推进能力。该推进器，包括推进器本体，所述推进器本体内设置控制装置和驱动装置，控制装置将指令发送给驱动装置，所述驱动装置内采用磁力万向节装置将主推电机的输出力矩无接触地传输到螺旋桨。本发明利用永磁体的磁场在气隙中耦合，把磁能转变为机械能，实现传扭；通过伺服电机的操控使得螺旋桨的空间位置改变从而达到矢量推进的作用，使得推进器的自由度增加，达到多方向的推进的目的，以实现高效率推进；利用减速时的水流经发电机组，实现机械能向电能的转换，使能量能够得到合理的利用。
一种推进器

[发明专利]基于强化学习技术的自主水下机器人无模型控制方法-CN202010087508.5有效
发明人：孙延超;秦洪德;张佩;王卓;曹禹;景锐洁;张宇昂;杜雨桐 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-02-11 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：一种基于双神经网络强化学习技术的自主水下机器人无模型控制方法，属于机器人控制技术领域。为了解决现有的依赖于控制对象模型的水下机器人控制方法存在适用性有限的问题和控制精度不高的问题，以及不依赖控制对象模型的水下机器人控制方法存在训练量大的问题。本发明的控制器，将当前时刻和下一时刻的偏差和偏差变化率分别作为当前BP神经网络和目标BP神经网络的连续输入，当前BP神经网络的输出为实际Q值，目标神经网络的输出为期望Q值，另外将纵向推力和偏航力矩也作为神经网络的输出，从而当状态值平缓变化时，其动作输出为连续值；基于BP神经网络和Q学习的控制器实现水下机器人的控制。主要用于水下机器人的控制。
基于强化学习技术自主水下机器人模型控制方法

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