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[发明专利]一种过驱动旋翼无人机及其自适应预测控制方法-CN202310768954.6在审
发明人： 陈浩耀;全凤宇;刘越千;刘培焱 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）（哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院）
申请日： 2023-06-27 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种过驱动旋翼无人机及其自适应预测控制方法，无人机包括控制系统、动力系统和机臂系统；所述控制系统包括自适应预测控制器、数据采集器和多个传感器；所述多个传感器分别安装于所述自适应预测控制器、动力系统和机臂系统。控制方法包括S1.获取机体坐标系下的机身参数及机体运动数据；S2.将机身参数及机体运动数据转化为世界坐标系下的世界运动数据；S3.分析计算得到飞行速度的状态更新率；S4.根据状态更新率来调整飞行速度；S5.继续获取过驱动旋翼无人机的机身参数及机体运动数据，然后回到S2。本发明可以在仅考虑过驱动旋翼无人机的机身参数、存在的机身误差以及时变的外部干扰的情况下，就能够控制过驱动旋翼无人机进行高精度的飞行。
一种驱动无人机及其自适应预测控制方法

[发明专利]一种旋翼飞行机械臂及空中快速抓取的规划和控制方法-CN202310451834.3在审
发明人： 陈浩耀;全凤宇;王巨 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2023-04-25 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种旋翼飞行机械臂及空中快速抓取的规划和控制方法，旋翼飞行机械臂包括无人机机架、控制器、机载电脑、旋翼飞行机械臂；所述机载电脑包括用于控制旋翼飞行机械臂的控制系统；所述控制系统包括动作捕捉系统、跟踪解算系统、旋翼飞行机械臂的PD控制器和PID控制器；所述控制器包括质心控制器和机械臂关节控制器；所述旋翼飞行机械臂包括多个关节，且每个关节都设置有关节电机和扰动观测器；控制方法用于旋翼飞行机械臂的运动规划以及跟踪控制旋翼飞行机械臂执行抓取任务；本发明能提高旋翼飞行机械臂的控制精度，且这种控制系统的部署难度较低，能使旋翼飞行机械臂具备在障碍环境下执行高精度的快速抓取任务的能力。
一种飞行机械空中快速抓取规划控制方法

[发明专利]一种带有柔性抓取器的飞行机械臂-CN201710327674.6有效
发明人： 陈浩耀;全凤宇;楼云江;李衍杰;刘云辉 -专利权人：哈尔滨工业大学深圳研究生院
申请日： 2017-05-10 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： B25J15/12 文献下载
摘要：本发明提供了一种带有柔性抓取器的飞行机械臂，包括多旋翼飞行器、多自由度机械臂和柔性抓取器，所述多旋翼飞行器与所述多自由度机械臂连接，所述多自由度机械臂与所述柔性抓取器连接。本发明的有益效果是：通过在多旋翼飞行器下挂载多自由度机械臂，利用多旋翼飞行器能够快速移动的特性，提高了多自由度机械臂的实用能力。同时，利用柔性抓取器作为多自由度机械臂的末端，能够很好的适应抓取物外形，从而大大提高了抓取任务的成功率。
一种带有柔性抓取飞行机械

[发明专利]一种基于静态语义信息的点云地图创建与场景辨识方法-CN202110103081.8有效
发明人： 陈浩耀;苏鹏鹏;曹明;李四林;刘云辉 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2021-01-26 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G06T7/73 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于静态语义信息的点云地图创建与场景辨识方法，包括步骤1：激光点云与语义图像联合投影获得语义点云；步骤2：通过语义标签筛选鲁棒静态信息；步骤3：提取鲁棒静态信息的描述子并组合成当前场景的描述子；步骤4：语义点云与激光雷达的里程计相结合生成全局地图，并通过点云配准在全局地图上进行重定位。本发明取得的有益效果：本发明面向长期环境，提高一种基于静态信息的点云地图表达方式，同时设计了一种基于鲁棒静态信息的描述子，能够在变化的环境下实现稳定的场景表示功能，并提高点云配准算法的收敛速度，在场景表示的基础上，实现较高的重定位成功率。
一种基于静态语义信息地图创建场景辨识方法

[发明专利]一种基于边缘特征匹配的红外视觉里程计实现方法-CN202110022287.8有效
发明人： 陈浩耀;陈文强;刘云辉;李四林;苏鹏鹏 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2021-01-08 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G06T7/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于边缘特征匹配的红外视觉里程计实现方法，涉及机器视觉定位领域。该方案结合了传统特征点法和直接法的优势，相比直接采用传统方案，本方法都具有一定的优势，该发明通过对红外图像进行边缘提取，通过在连续红外图像帧间进行边缘配准，使用ICP匹配算法求解相机帧间运动估计，克服了机器人在光照动态变化、夜间、弱光照无光照、雾天等复杂环境中的定位问题。
一种基于边缘特征匹配红外视觉里程计实现方法

[发明专利]一种长期场景下无人车的自主定位方法-CN202110103067.8有效
发明人： 陈浩耀;李四林;苏鹏鹏;曹明;刘云辉 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2021-01-26 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种长期场景下无人车的自主定位方法，包括以下步骤：S1：语义聚类提取；S2：语义聚类地图创建；S3：长期重定位；S4：长期定位。本发明取得的有益效果：本方法面向城市长期变化的环境，创建了与真实场景尺度一致的语义聚类地图，同时设计语义聚类的匹配算法，完成无人车在城市环境中的可靠长期重定位；直接从三维点云中提取环境中的鲁棒静态物体，对环境变化不敏感；语义聚类提取和语义聚类地图构建过程会剔除识别的动态物体，不受动态物体的影响；使用实时重定位位姿来校正里程计漂移，定位不需要维护高精度点云地图；语义聚类地图轻量化，计算速度较快。
一种长期场景无人自主定位方法

[发明专利]基于视觉编码器融合的悬挂负载状态估计器及估计方法-CN202110041597.4有效
发明人： 陈浩耀;任云帆;刘健恒;欧阳俊源;刘云辉 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2021-01-13 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G06T7/73 文献下载
摘要：本发明公开了基于视觉编码器融合的悬挂负载状态估计器及估计方法，本发明将悬挂负载物的吊绳系于由两正交编码器构成的带高速轴承的两自由度机械结构形成的负载状态估计器中，通过两个编码器测量吊绳两个摆动方向的对应角度，从而获得基于编码器的负载状态估计器所提供的负载物的位置估计值；并通过鱼眼相机获得基于基于视觉的负载状态估计器所提供的负载物的位置估计值，将基于视觉和编码器的负载状态估计器提供的位置估计值实时融合以提供负载物的准确位置估计用于解决当前无人机运输过程中对于复杂以及光线不足的环境下，跟踪稳定性较差的问题，以及解决针对复杂场景下基于视觉方法无法获取良好的悬挂负载估计的问题。
基于视觉编码器融合悬挂负载状态估计方法

[发明专利]双视觉飞行机械臂系统及动态目标位姿估计与主动重建方法-CN202210376806.5在审
发明人： 陈浩耀;黄慧胜;全凤宇;楼云江 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2022-04-11 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： G06T7/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种双视觉飞行机械臂系统，可以有效保证系统同时对静态世界与动态目标的观测质量，提高视觉里程计的鲁棒性与精确性。同时还提出一种动态目标主动追踪与三维重建方法，通过机械臂正运动学建立机体相机与颈眼相机两个独立视觉里程计的联系。同时本发明提出的松耦合式位姿估计系统可以避免机械臂运动学误差对重建精度的影响。对于动态目标的相对位姿估计，提出基于2D PCA与3DDBSCAN的特征分割方法，有效区分动静态特征，提高定位精度。同时提出动态目标的相对静止信息场评估，通过优化最佳探索视角实现动态目标的主动三维重建，有效提高重建效率。基于图像视觉伺服的主动追踪策略，有效减小动态目标丢失的概率。
视觉飞行机械系统动态目标估计主动重建方法

[发明专利]三维感知传感器及其面向建筑物的主动重建方法-CN202210290830.7在审
发明人： 陈浩耀;曹明;李鸣航;楼云江 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2022-03-23 - 公布日： 2022-07-05 - 主分类号： G06T7/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种三维感知传感器，通过设计由云台底盘、云台支架、驱动电机构成的二轴云台来提供激光雷达的俯仰角与偏航角，从而满足主动重建的任务。同时还公开了一种面向建筑物的主动重建方法，用于解决户外场景的建筑物的主动重建问题，以地面移动机器人的运动学特性和应用场景为导向，提出并建立了一种新颖的基于移动机器人的面向建筑物的主动重建系统，从而实现了户外场景下建筑物的主动探索与重建技术的视角与路径规划，在此基础上，又进一步研究并提出了一种基于因子图优化的激光雷达‑惯性里程计的定位性能提升方案，通过本发明的方案，机器人能够有效执行基于移动机器人的户外建筑物主动重建。
三维感知传感器及其面向建筑物主动重建方法

[发明专利]一种基于视觉导引的机器人自主开门方法与系统-CN202011406140.0有效
发明人：李宇翔;陈浩耀;王志濠;王煜;刘云辉 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2020-12-03 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于视觉导引的机器人自主开门方法，包括以下步骤：S1、机器人进行语义分割及语义目标质心的计算；S2、机器人对房门进行粗定位；S3、机器人对门把手进行精定位；S4、机器人执行开门动作。本发明还提供了一种基于视觉导引的机器人自主开门系统。本发明的有益效果是：提供了一种基于视觉导引的机器人自主开门方法，针对采用机械式的门锁，实现了机器人自主开门，提高了机器人在室内运行过程中的自主通过能力，无需设置专用的门锁装置与机器人进行交互，提高了机器人对环境的适应能力，可适应普通的居民楼，并且，降低了成本。
一种基于视觉导引机器人自主开门方法系统

[发明专利]一种触觉感知装置及机器人地形感知方法-CN202110974557.5在审
发明人： 陈浩耀;陈虹锦;朱西;楼云江 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2021-11-19 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种触觉感知装置及机器人地形感知方法，机器人地形感知方法采用触觉感知装置进行感知，机器人地形感知方法包括步骤1：触觉感知组件采集机器人与地面接触时多个不同位置的压力数据并生成时间序列数据；步骤2：时序数据预处理模块对时间序列数据进行预处理；步骤3：波峰窗口分割模块分割出波峰窗口的数据点；步骤4：特征提取模块输出触觉压力特征；步骤5：机器学习分类算法模块识别地形的软硬属性类别。本发明取得的有益效果：本发明面向机器人室外自然环境，能够利用低成本的触觉传感器完成机器人在触觉模态上的地形感知任务，有利于降低机器人步态切换、安全导航等任务的传感器成本，提高地形感知的实时性。
一种触觉感知装置机器人地形方法

[发明专利]一种基于仿生的机器人感知控制系统及控制方法-CN201811236664.2有效
发明人： 陈浩耀;费耀南;全凤宇;李衍杰;刘云辉 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2018-10-23 - 公布日： 2021-11-12 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于仿生的机器人感知控制系统及控制方法，包括机器人本体、机械臂和视觉惯性导航模块，机器人本体上设置机械臂底座，机械臂安装于机械臂底座上，机械臂中设置多个旋转关节，每个旋转关节中设置一个舵机，视觉惯性导航模块安装在机械臂的末端，视觉惯性导航模块采用视觉惯性里程计进行实时同步建立云地图。本发明通过视觉惯性导航模块作为仿生机器人的视觉导航定位系统，利用机械臂的多自由度运动使得机器人视觉系统摆脱机器人本体运动的限制，使机器人能够应对复杂多变的动态场景，同时利用视觉惯性SLAM技术实现实时的导航和定位功能，使仿生机器人具有很强的人机交互功能，可以应用在各种动态场景下。
一种基于仿生机器人感知控制系统控制方法

[发明专利]一种基于力反馈装置和VR感知的飞行机械臂系统及控制方法-CN201811236665.7有效
发明人： 陈浩耀;朱芬芳;巫亚奇;孙家弼;宋瑾;刘云辉 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2018-10-23 - 公布日： 2021-08-27 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于力反馈装置和VR感知的飞行机械臂系统及控制方法，包括无人机部分和地面站部分，无人机部分包括了无人机机体、双目相机、机载电脑、机械臂、控制系统和视觉标签。控制系统包括飞行主控和机械臂主控，机载电脑和控制系统安装在无人机机体上；地面站部分包括VR头显、力反馈装置和地面站主机，机载电脑将从地面站主机接收到的飞行控制指令以及机械臂控制指令发送至控制系统。本发明通过VR感知及显示技术，以第一视角实时观察到无人机前方的立体场景，更为精准地观察、定位目标物体，降低了后续机械臂控制的难度。采用力反馈设备控制机械臂运动，运用飞行机械臂抓取技术，实时、精确的调整机械臂位置。
一种基于反馈装置 vr 感知飞行机械系统控制方法

[发明专利]一种基于三维激光增稠机构的多帧融合方法-CN201910471537.9有效
发明人：曹明;苏鹏鹏;李四林;陈浩耀;刘云辉 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2019-05-31 - 公布日： 2021-05-25 - 主分类号： G01S17/89 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于三维激光增稠机构的多帧融合方法，主要是通过驱动机构驱动三维的激光雷达在竖直方向上摆动，并通过融合多帧激光雷达的点云来增加低线数激光雷达在竖直方向上的点云的分辨率，在融合的过程中，本发明将每一帧的点云通过多次线性插值来矫正因激光雷达往复运动而造成的运动畸变，使得融合后的点云能够更加真实地反映环境的情况；从而使得低线数的激光雷达能实现类似高线数激光雷达的稠密点云，大大降低无人车技术的传感器成本。
一种基于三维激光机构融合方法

[发明专利]一种基于仿生的飞行机械颈眼系统及控制方法-CN201911172133.6有效
发明人：孙家弼;帅俊;陈浩耀;刘云辉 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2019-11-26 - 公布日： 2021-05-25 - 主分类号： B64D47/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于仿生的飞行机械颈眼系统及其控制方法，包括飞行器系统、机械颈眼系统、机载计算设备和飞控单元；机械颈眼系统包括安装在所述飞行器本体上的机械颈、安装在所述机械颈末端的双目视觉惯性系统、控制机械颈运动的机械颈主控；所述双目视觉惯性系统包括双目相机和惯性测量单元，所述双目视觉惯性系统用于进行主动观测并完成对机械颈末端的位姿估计；机械颈为六自由度串联机械颈，本发明通过将双鱼眼和惯性测量单元组成的双目视觉惯性系统放置于机械颈的末端形成感知系统，本系统的观测范围更大，相机位姿可变，具有主动感知环境的能力，可以一定程度上解决室内环境飞行器视野受限的问题，同时也可以对画面的晃动进行补偿。
一种基于仿生飞行机械系统控制方法

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