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[发明专利]一种半潜式无人潜器智能电源管理系统及方法-CN201911389107.9有效
发明人：李铭昊;蒋锐祺;张铁栋;何笑;刘树伟 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-12-30 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H02J9/06 文献下载
摘要：本发明属于半潜式无人潜器技术领域，具体涉及一种半潜式无人潜器智能电源管理系统及方法。本发明的半潜式无人潜器智能电源管理系统与程序软件相结合，实现在保证长时间续航的前提下，自动选择太阳能电池或锂电池组作为主电源进行配置，并且可监测锂电池组电量情况，在某一电池组电量耗尽情况下，自动切换充足电量的电池组。本发明在遭遇恶劣天气时通过上位机进行电源切换，使用超级电容为系统提供额外的功率补偿；具有远程监控功能，操作人员无需在现场就可实现对电源系统的全程管理，给操作人员更加灵活的空间，极大提高了半潜式无人潜器作业的安全性。
一种半潜式无人智能电源管理系统方法

[发明专利]一种基于风格迁移网络的声学图像数据集扩充方法和系统-CN202310889248.7在审
发明人： 张铁栋;郎硕;李仁哲;樊家占;刘继智;贾辉;常文田 -专利权人：哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地;哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-20 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G06T3/00 文献下载
摘要：一种基于风格迁移网络的声学图像数据集扩充方法和系统，涉及声呐图像技术领域。解决了现有的生成对抗网络在生成声呐图像时会遇到成像分辨率低，成像质量较差等问题。本发明的技术方案为：所述方法包括：构建沉船及飞机的声呐图像数据集；预处理所述数据集中的声呐图像；采用沙盘实验采集飞机及轮船光学图像；模糊处理所述飞机及轮船光学图像；构建风格迁移网络模型；根据所述风格迁移网络训练所述处理后的声呐图像和光学图像，获取仿真声呐图像。本发明所述的一种基于风格迁移网络的声学图像数据集扩充方法应用于水下目标识别领域。
一种基于风格迁移网络声学图像数据扩充方法系统

[发明专利]一种可存储多个子UUV的无人水下潜器及其使用方法-CN202211394625.1有效
发明人： 张铁栋;刘继智;李铭昊;冯杰熹;贾辉;廖煜雷;张国成 -专利权人：三亚哈尔滨工程大学南海创新发展基地
申请日： 2022-11-09 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明提出了一种可存储多个子UUV的无人水下潜器及其使用方法，属于海洋装备与水下机器人领域。解决了传统的UUV作业效率低以及成本高的问题。它包括母体UUV和多个不同结构的子UUV，母体UUV中间顶部均布有多个存储舱，每个存储舱内设有两个存储篮，两个存储篮通过杆皆与液压缸的输出端连接，液压缸的固定端安装在存储舱的壳体内部，存储舱的释放口处安装有导引杆，子UUV的头部安装有对接机构，对接机构与导引杆活动连接。它主要用于海洋探测。
一种存储个子 uuv 无人水下及其使用方法

[发明专利]一种静密封磁传导大深度水下推进器-CN202211452722.1在审
发明人： 张铁栋;刘继智;樊家占;郎硕;常文田;贾辉;李宏伟 -专利权人：三亚哈尔滨工程大学南海创新发展基地
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： B63H23/22 文献下载
摘要：本发明属于水下作业推进器领域，尤其涉及一种静密封磁传导大深度水下推进器，包括密封尾座，密封尾座固定连接在机器人的尾部，密封尾座远离机器人的一端面同轴心固定连接有密封外壳，密封外壳内设置有磁传导驱动单元，磁传导驱动单元的输出端通过磁传导传动连接有桨叶，磁传导驱动单元的输出端与密封外壳内相对密封设置，桨叶位于密封外壳远离密封尾座的一端。本申请可以实现动力源防水的目的，又可实现推进器过载保护，运行过程噪声小，从而解决了海水渗漏的问题，提高水下推进器的整体密封可靠性，使水下推进器能够稳定在深海中使用。
一种密封传导深度水下推进器

[发明专利]一种大深度大负载全角度二轴水下云台-CN202211465172.7在审
发明人： 张铁栋;刘继智;樊家占;郎硕;常文田;贾辉;李宏伟 -专利权人：三亚哈尔滨工程大学南海创新发展基地
申请日： 2022-11-22 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： F16M11/10 文献下载
摘要：本发明公开一种大深度大负载全角度二轴水下云台，包括：俯仰传动机构和横滚传动机构；俯仰传动机构和横滚传动机构均转动安装在第一密封壳体内；俯仰传动机构和横滚传动机构均通过减速电机驱动；减速电机包括步进电机和安装在步进电机定子轴上的行星轮减速器；俯仰传动机构在第一密封壳体内实现180度旋转；横滚传动机构在第一密封壳体内实现360度旋转。本发明将传统的旋转机械动密封的方式改为静密封并通过磁耦合进行力矩传递的方式。使水下的舵机和云台能够在大深度甚至大深度的环境下使用。
一种深度负载角度水下

[发明专利]一种AUV推位导航系统杆臂误差标校方法-CN201910365817.1有效
发明人：张强;范彦福;张雯;李晔;祝海涛;张铁栋;沈海龙;王博 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-05-05 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种AUV推位导航系统杆臂误差标校方法，属于水下航行器领域。针对AUV推位导航系统中因多普勒测速声纳(DVL,Doppler Velocity Log)未与航姿参考系统(AHRS,Attitude and Heading Reference System)一起安装在AUV质心而产生的杆臂误差进行标校，构建了适用于卡尔曼滤波算法的误差标校模型，提出采用简单易行的回旋运动方式辨识杆臂长度。无需AHRS提供垂荡信息，降低了对惯性基导航设备的要求，方案普适性好，适用于解决各种类型的AUV的杆臂长度辨识问题，通过对AUV推位导航系统中的杆臂误差的补偿，可有效提高AUV推位导航系统的定位精度；同时方案可直接求取，不要求DVL、AHRS与质心(或浮心)位于同一直线上，即无论AUV的质心(浮心)在什么位置，都可以直接得到相应的杆臂长度，应用前景广阔。
一种 auv 导航系统误差校方

[发明专利]一种多模块水下斡旋龙型机器人-CN202211232985.1在审
发明人： 张铁栋;刘继智;樊家占;郎硕;贾辉;孙延超;张强 -专利权人：三亚哈尔滨工程大学南海创新发展基地;哈尔滨工程大学
申请日： 2022-10-10 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明提供了一种多模块水下斡旋龙型机器人，属于海洋装备与水下机器人领域。解决小型水下机器人无法搭载多种水下探测与作业设备；大型水下机器人的工作环境受限无法进行探测和作业问题。它包括至少两个驱动模块和至少一个搭载模块，一个搭载模块设置在龙型机器人的头部，驱动模块和搭载模块串联布置，相邻两个模块之间通过横滚‑俯仰关节连接，在搭载模块上有负载；驱动模块包括躯干结构、两个多向水下推进器和两个侧向推进器，横滚‑俯仰关节包括单出轴舵机和双出轴舵机，单出轴舵机的输出轴和双出轴舵机的输出轴空间垂直布置，龙型机器人还配有对单个舵机、横滚‑俯仰关节、推进器控制的控制系统。本发明适用于水下设备尤其是水下管道的探测。
一种模块水下斡旋机器人

[发明专利]一种基于单波束前视声纳的水下目标三维重建方法-CN201910428826.0有效
发明人： 张铁栋;刘树伟;张强;辛坚;刘自豪;周恒;何笑 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-05-22 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： G06T17/00 文献下载
摘要：本发明提供的是一种基于单波束前视声纳的水下目标三维重建方法。利用一对正交分布的单波束前视声呐进行图像采集，对图像采集得到的两组数据源的进行融合形成水下目标的三维空间信息。本发明可提供水下目标的距离、方位角和垂向位置信息。本发明可快速的对水下目标区域进行三维重建，为AUV水下自主航行提供水下目标的三维信息。
一种基于波束声纳水下目标三维重建方法

[发明专利]一种基于检测的声学动态多目标跟踪系统与跟踪方法-CN202210499223.1在审
发明人： 张铁栋;李仁哲;李铭昊;郎硕;冯杰熹;贾辉;樊家占;柴浩若;刘继智 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-05-09 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： G06T7/246 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于检测的声学动态多目标跟踪系统与跟踪方法，属于水下声视觉环境感知技术领域。声纳设备的输出端与声纳图像序列预处理模块的输入端连接，声纳图像序列预处理模块的输出端与运动预测模块和目标检测模块的输入端连接，目标检测模块和运动预测模块的输出端与级联匹配模块的输入端连接，级联匹配模块的输出端与IOU检测模块的输入端连接，级联匹配模块与IOU检测模块共同构成目标匹配模块，目标匹配模块的输出结果作为当前帧声纳图像St的跟踪结果。本发明能够实现利用声学图像，对水下环境中的动态多目标进行跟踪，并解决跟踪过程中目标ID变更和轨迹中断等问题。
一种基于检测声学动态多目标跟踪系统方法

[发明专利]一种便携式自主水下机器人系统及其控制系统-CN202210486773.X在审
发明人： 张铁栋;柴浩若;李铭昊;樊家占;冯杰熹;贾辉;李仁哲;郎硕;刘继智 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-05-06 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种便携式自主水下机器人系统及其控制系统，属于水下机器人技术领域。包括水面上位机与水下机器人，水面上位机与水下机器人双向连接，其中，水面上位机，用于向水下机器人发送控制命令；水下机器人，用于接收和按照控制命令行动，同时向水面上位机回传任务图像和相关传感器数据，水面上位机包括任务与控制信息显示处理终端和通信网桥，水下机器人通过通信网桥与水面上位机包括任务与控制信息显示处理终端。本发明可以仅依靠小艇就可以方便布放回收的十公斤级的自主水下机器人，在有限的元件装备下达到在作业准确度，作业效率及作业丰富度上较好的性能。
一种便携式自主水下机器人系统及其控制系统

[实用新型]一种自动定位挡料送料机构-CN202120540739.7有效
发明人： 张铁栋 -专利权人：石家庄市华浩电气科技有限公司
申请日： 2021-03-16 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： B21D43/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种自动定位挡料送料机构，包括承载台，所述承载台上固定有两个横板，所述承载台的上端四角均安装有固定件，所述固定件上转动连接有驱动轮，同一侧的两个驱动轮之间连接有皮带，其中同一方向上的两个驱动轮之间连接有转动杆，所述承载台的下端一侧安装有驱动机构，且驱动机构和转动杆相互连接，所述承载台的上端两侧均设有导轨，所述导轨上安装有滑块，所述滑块的上端固定有移动块。本实用新型具有安装简单调试方便的好处，同时具有短路保护，过载保护及限位保护的功能，另外操作简单，尺寸设定方便，可以降低人工成本，同时具有定位准确的好处，既保证产品质量，又提升加工效率，增强了实用性。
一种自动定位挡料送料机构

[发明专利]一种自然能驱动无人艇用面向螺旋桨减震的航速控制方法-CN201910451217.7有效
发明人：李晔;姜权权;廖煜雷;成昌盛;武皓微;潘恺文;张铁栋 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-05-28 - 公布日： 2022-05-20 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供的是一种自然能驱动无人艇用面向螺旋桨减震的航速控制方法。(1)设定控制输入数据丢包的起始时刻t0，根据波浪周期T0决定每次丢包所包含的控制输入数据的数量n的上限；(2)当kiT≤t＜ki+1T时，令v(t)＝v(kiT)；(3)将期望航速v*(k)与当前实际航速v(t)相减得到误差e(kiT)，根据e(kiT)求解控制输出F(t)，当e(kiT)的绝对值|e(kiT)|小于设定的偏差阈值e0时执行步骤(4)否则执行(5)；(4)当螺旋桨的震荡频率f小于不丢包时螺旋桨的震荡频率f1跳出循环，否则令n＝n+1；(5)根据e(kiT)解算出控制输出指令F(t)；(6)推进机构接收并执行控制输出指令F(t)，更新自然能驱动无人艇航速v(t)，并转到步骤(2)。本发明不仅实现了对自然能驱动无人艇航速的有效控制，同时解决了自然能驱动无人艇推进机构震荡剧烈的问题。
一种自然驱动无人面向螺旋桨减震航速控制方法

[发明专利]一种舰船用PID无模型自适应航向控制算法-CN201910163383.7有效
发明人：廖煜雷;李晔;姜权权;成昌盛;武皓微;潘恺文;张铁栋;王卓 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-03-05 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明属于舰船运动控制领域，具体涉及一种舰船用PID无模型自适应航向控制算法。包括将自适应比例项以及自适应微分项引入无模型自适应控制算法中，提出一种舰船用PID‑MFAC算法；根据舰船期望航向y*(k)与舰船当前航向y(k)，计算航向偏差e(k)，e(k)＝y*(k)‑y(k)；当e(k)的绝对值|e(k)|小于设定的航向状态偏差的阈值e1，则认为舰船的实际航向收敛到期望航向并跳出循环否则执行下一步；PID‑MFAC算法根据e(k)解算出航向系统的期望输入u(k)；操纵机构接收并执行航向系统输入指令u(k)；令k＝k+1，更新舰船当前航向y(k)，并转到步骤2。本发明解决了MFAC算法直接应用到舰船航向控制中存在易发生严重超调、震荡现象甚至失稳的问题，自适应比例项与自适应微分项的引入，提高了控制器的响应速度与系统的动态响应性能。
一种舰船 pid 模型自适应航向控制算法

[发明专利]一种舰船用变输出约束式无模型自适应航向控制方法-CN201910480480.9有效
发明人：廖煜雷;姜权权;李晔;成昌盛;武皓微;潘恺文;张铁栋;王卓 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-06-04 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种舰船用变输出约束式无模型自适应航向控制方法，属于舰船运动控制领域；本发明首先定义系统输出约束函数；然后将航向系统的期望输出量y*(k)与实际输出量y(k)相减得到误差e(k)；当误差e(k)超过设定的航向状态偏差的阈值e0时，通过变输出约束式无模型自适应控制方法根据e(k)解算出期望舵角um(k)；然后操纵机构接收并执行航向系统输入指令u(k)，令k＝k+1，更新舰船航向ψ(k)。本发明以的形式为例，通过变输出约束函数的引入，降低了输出重定义无模型自适应控制方法对重定义系数的敏感性，同时提高了系统的鲁棒性。
一种舰船输出约束模型自适应航向控制方法

[实用新型]一种可编程控制实训模块-CN202120540737.8有效
发明人： 张铁栋;李金鑫 -专利权人：石家庄市华浩电气科技有限公司
申请日： 2021-03-16 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： G05B19/05 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种可编程控制实训模块，包括控制盒本体，所述控制盒本体内设有隔板，且隔板将控制盒本体内分隔为电气腔和安装腔，所述安装腔内的底部固定有四个限位块，所述限位块上贯穿设有导向杆，两个导向杆的一端共同可拆卸连接有安装板，所述安装板的一侧转动连接有连接杆，两个连接杆的一端共同转动连接有移动块，所述移动块的下端设有滑动机构，所述移动块的一侧固定有拉杆。本实用新型具有体积小，接线灵活方便的特点，同时具有短路保护，过载保护的功能，其应用广泛，适应于学生训练及考核应用，另外课题可以变换灵活，适用于多种练习项目，同时防护盖方便安装拆卸，防护能力强，有效的提升了控制面板的防护性和使用寿命。
一种可编程控制模块

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