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[发明专利]一种基于运动约束的水下机器人轨迹规划方法-CN202311007450.9在审
发明人：王轶群;田启岩;白金刚;杨道嵩;孙宏林 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2023-08-11 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及水下机器人运动控制领域，尤其涉及变结构水下机器人在线轨迹规划方法。采用增广状态矩阵形式描述了运动速度误差、位置误差与运动速度增量的函数关系，将目标函数降阶为由运动速度增量构成的标准二次规划函数，提升了目标函数的计算效率；同时，针对运动速度约束、运动增量约束等多元约束空间求解搜索效率低的问题，将运动速度约束、运动增量约束等多元约束空间归一化为基于运动增量的线性约束，提升了约束空间内的求解搜索效率，实现了变结构水下机器人在有限运动速度、有限速度增量等运动约束条件下的在线轨迹规划，为水下机器人提供在线实时轨迹导引信号，水下机器人根据轨迹规划的目标导引信号分配推进器、机械臂关节的控制量，对水下机器人进行运动控制。
一种基于运动约束水下机器人轨迹规划方法

[发明专利]一种基于椭圆芯的大容量超模光纤-CN202110789663.6有效
发明人：杨志群;孙宏林;王序涛;张林 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-07-13 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G02B6/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于椭圆芯的大容量超模光纤，该光纤包括包层和n个纤芯，所述包层包围所有纤芯的外周面，所述纤芯为少模纤芯；所述纤芯为横截面是椭圆形状的椭圆纤芯，所述光纤为少模的超模结构光纤。所述椭圆纤芯长短轴的大小以及纤芯的材料不同。所述椭圆纤芯内，相邻阶模群内模式简并度为10‑4量级，相邻模群间模式简并度为10‑3量级。旨在使得同一模群内与单模超模光纤类似为强耦合的同时实现相邻模群间为弱耦合，既可以保留超模结构的优势又得以最大限度提升通信容量。
一种基于椭圆容量光纤

[发明专利]一种水下变结构机器人-CN202210041293.2在审
发明人：白金刚;田启岩;周雪山;王轶群;孙宏林;董旭洋 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-01-14 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明属于水下机器人领域，具体地说是一种水下变结构机器人，主体框架、作业系统及变结构装置均位于浮力调节系统的内部，变结构装置包括剪叉机构及电动缸，电动缸及剪叉机构分别安装于主体框架上，电动缸的输出端与剪叉机构连接、驱动剪叉机构升降；浮力调节系统包括上、下浮力材，下浮力材安装于主体框架上，上浮力材安装于剪叉机构上，随剪叉机构升降，通过上浮力材随剪叉机构的升降改变机器人的自身形态，实现机器人航行模式与作业模式的切换；通过改变自身形态，增大水下机器人的稳心高，切换到稳定作业模式，通过机械臂与五指手的集成实现精细作业，实现一个平台兼顾敏捷航行探测和悬停精细作业。
一种水下结构机器人

[发明专利]一种适用于压电纤维复合材料仿生机器鱼的速度控制方法-CN202310141632.9在审
发明人： 孙宏林;田启岩;周雪山;白金刚;郑鑫辉 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2023-02-21 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于压电纤维复合材料仿生机器鱼的速度控制方法，属于压电纤维复合材料仿生机器鱼的速度控制领域，尤其是针对于MFC仿生机器鱼水下水平面的速度控制相关，实现MFC仿生机器鱼在复杂水厂环境下的机动航行，本发明利用MPU6050六轴传感器测量MFC仿生机器鱼的游动速度信息，采用分数阶比例积分微分控制(分数阶PID控制)，实现在较短的时间内到达稳定，有效降低了针对于噪声等因素致使误差变化放大所导致的控制震荡问题，拓展了针对于MFC仿生机器鱼的速控制的稳定性，提高了速度控制的响应速度。
一种适用于压电纤维复合材料仿生机器速度控制方法

[发明专利]一种适用于深海仿生鱼的水下舵机装置-CN202211562852.0在审
发明人：周雪山;田启岩;白金刚;孙宏林;王轶群 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-12-07 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： B63H25/00 文献下载
摘要：本发明属于水下舵机领域，具体地说是一种适用于深海仿生鱼的水下舵机装置，包括舵盘、舵轴、密封壳体、舵机、压力补偿器及水密接插件，舵轴转动安装于密封壳体上，并与密封壳体动密封，舵机安装于密封壳体内部，舵机的输出端与舵轴的一端相连，舵轴的另一端位于密封壳体外，并密封连接有舵盘；密封壳体内充有液压油，密封壳体上设有水密接插件；密封壳体上向内部延伸形成延伸柱，延伸柱上开设有阶梯状的通孔A，通孔A内设有弹簧，弹簧的一端与通孔A的阶梯处连接，另一端连接有与延伸柱内壁动密封的补偿器堵头，密封壳体通过压力补偿器实现内外压力平衡。本发明采用动密封、静密封、内置压力补偿器和水密接插件出线的方式实现了在深水领域的应用。
一种适用于深海仿生水下舵机装置

[发明专利]一种基于MFC驱动的仿生机器鱼及驱动方法-CN202310141634.8在审
发明人：周雪山;田启岩;白金刚;孙宏林;王轶群 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2023-02-21 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： B63H1/36 文献下载
摘要：本发明属于水下机器人领域，具体说是一种基于MFC驱动的仿生机器鱼及驱动方法，其装置包括：机器鱼头部壳体、机器鱼头部盖、尾鳍机构、胸鳍机构以及机器鱼控制系统；机器鱼头部壳体为一端开口的中空壳体，机器鱼头部壳体的开口与机器鱼头部盖密封连接；在机器鱼头部壳体内的机器鱼头部盖端面上垂直设有安装板，机器鱼控制系统固设于安装板上；尾鳍机构垂直设于机器鱼头部盖上；胸鳍机构设于机器鱼头部壳体外壁上；尾鳍机构和胸鳍机构分别与机器鱼控制系统连接。本发明的仿生机器鱼采用智能材料MFC更好的模仿了鱼类的游动，具有低磁、低噪隐蔽性强特点，并采用智能材料MFC模拟鱼的胸鳍运动和尾鳍运动，从而模拟鱼的前进和升降运动。
一种基于 mfc 驱动仿生机器方法

[发明专利]一种用于传输系统的多芯感传一体光纤-CN202110518355.X有效
发明人：张林;孙宏林;王序涛;杨志群;王慧慧;杨林博 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G02B6/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于传输系统的多芯感传一体光纤，包括包层和纤芯，包层包围纤芯的外周面，纤芯分为三组，分别用于实现数字通信传输、模拟通信传输和传感功能；控制相邻组纤芯间的芯间串扰以满足通信要求；纤芯结构选用阶跃型、渐变型、沟壑辅助阶跃型、沟壑辅助渐变型中的一种；不同组纤芯的结构可以混搭；不同组纤芯的纤芯半径、所传输的模式数、折射率分布不同。将本发明提供的多芯感传一体光纤用于实现模拟、数字、传感同时共传的传输系统中，可以将监测所得的数据信息集成并完成终端所在地和控制中心间的信息交互以及终端系统所处特种环境下的组网实现临时通信与组网等多重任务。
一种用于传输系统多芯感传一体光纤

[实用新型]指示灯-CN202220175907.1有效
发明人：谭建;韩成军;陈琴;孙宏林;张晓航;施志杰;李虎 -专利权人：西门子瑞士有限公司
申请日： 2022-01-21 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G09F13/04 文献下载
摘要：本实用新型涉及消防设备技术领域，特别是一种指示灯。该指示灯包括外壳(1)、发光组件和标识牌(12)，该标识牌(12)位于外壳(1)的透光盖板与上述发光组件之间，发光组件的光线可以通过该标识牌(12)的透光部向外发出，然后在指示灯的外壳(1)的透光侧就可以看到该标识牌(12)的标识图案。同时，通过在外壳(1)中装入具有不同种类的标识图案的标识牌(12)，可以形成具有不同指示功能的指示灯，极大的降低了指示灯组装及加工的成本。
指示灯

[发明专利]一种适用于水下机器人的在线水动力参数辨识方法-CN202210848933.0在审
发明人：王轶群;田启岩;白金刚;赵宏宇;孙宏林;周雪山;翟新宝;姜金祎;何宁;孔范东;董旭洋 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-07-19 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及水下机器人参数辨识领域，尤其涉及变结构水下机器人在线水动力参数辨识方法，实现水下机器人在航行期间在线辨识水动力参数，为水下机器人的控制器设计提供模型参数。针对变结构机器人变形前后水动力参数模型变化显著的问题，本发明提出一种基于动力学模型的在线水动力参数辨识方法，创新地利用导航传感器量测与动力学模型速度先验的误差、水动力参数与速度先验的数据关联反馈校正水动力参数并估计参数辨识的精度，为降低量测数据累积的“数据饱和”风险，在辨识过程中引入人工过程驱动噪声，提升了对水动力模型变化的跟踪能力，实现了变结构水下机器人利用自身导航传感器数据对水动力参数的在线辨识。
一种适用于水下机器人在线动力参数辨识方法

[发明专利]一种光纤和通信系统-CN202110349550.4在审
发明人：周锐;常志武;郭强;杨志群;孙宏林;刘亚平;张林 -专利权人：华为技术有限公司
申请日： 2021-03-31 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G02B6/02 文献下载
摘要：本申请提供了一种光纤及通信系统，该光纤支持基模模式LP01、高阶模模式LP11a和LP11b的三模传输，所述光纤的参数包括：在常规波段至长波长波段下的差分模式群时延DMGD≤600ps/km，基模有效面积Aeff200μm2，模间有效折射率差满足Δn1×10‑3。本申请实施例提供的光纤，后向兼容单模产业链，且系统用于补偿模式MPI的算法复杂度维持在可接受量级。在模分复用传输阶段，可以继续沿用该少模光纤进行平滑系统升级，无须再次铺设传输光纤，同时能够成倍提升系统容量。该光纤具有较低的差分模式群延迟，从而最大限度地降低系统复杂度，缓解系统数字信号处理压力，进而提高少模长途传输系统的性能。
一种光纤通信系统

[发明专利]一种用于水下机器人的图像目标快速检测方法及装置-CN202210668548.8在审
发明人：董旭洋;田启岩;王轶群;孙宏林;白金刚;周雪山 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G06V20/05 文献下载
摘要：本发明涉及水下机器人智能应用领域，提出一种用于水下机器人自主作业应用的目标快速检测技术，具体方法是采用基于多分辨率图像融合的图像增强处理算法快速处理水下图像，增强目标区域信息特征；接下来采用基于卷积神经网络的固定目标识别算法进行区域目标快速检测；同时构建一种快速图像处理的装置，集成到水下机器人，辅助水下机器人作业操作。相比传统声学目标识别具有距离近，识别分辨率高的特点。光学摄像机也具有应用范围广，识别目标多样性等优点。
一种用于水下机器人图像目标快速检测方法装置

[发明专利]一种光纤及其通信系统-CN202110203708.7在审
发明人：张林;孙宏林;王序涛;杨志群;殷祥 -专利权人：华为技术有限公司
申请日： 2021-02-23 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G02B6/036 文献下载
摘要：本申请提供了一种光纤及其通信系统，该光纤包括：纤芯、扩展区和包层，所述扩展区配置在所述纤芯与所述包层之间，所述扩展区包括一个或多个区域，其中，每个区域的折射率小于或等于所述包层的折射率，且每个区域的折射率变化小于预设阈值；所述包层包围所述纤芯，所述包层的折射率大于所述纤芯的最小折射率。本申请实施例的光纤，用于少模通信系统，能够降低光纤在通信C波段上的模式本征群延迟，并通过长周期光纤光栅实现模式强耦合效果，保证强耦合梯子光纤能有效降低光纤的差分模式群延迟，从而最大限度地降低系统复杂度，缓解系统数字信号处理压力，进而提高少模长途传输系统的性能。
一种光纤及其通信系统

[发明专利]一种适用于水下机器人的定深控制方法-CN202210417455.8在审
发明人： 孙宏林;田启岩;王轶群;周雪山;白金刚;董旭洋 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-04-20 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于水下机器人的定深控制方法，与水下机器人的水下垂直面俯仰角定深运动控制相关，实现水下机器人的在机械臂大扰动和环境扰动复杂状态下的定深稳定精准控制，本发明利用自抗扰控制中线性扩张状态观测器，对于水下机器人包含机械臂和环境扰动等在内的总扰动进行实时估计，降低了对水下机器人动力学模型的依赖性，扩展了控制的应用范围，再根据对水下机器人的姿态变化与期望俯仰的控制，考虑对于变结构水下机器人的深度控制能力的约束，结合分阶比例积分微分控制，拓展提高水下变结构机器人的定深快速精准稳定控制。
一种适用于水下机器人控制方法

[发明专利]一种基于参数辨识的水下机器人垂直面运动控制方法-CN202210276370.2在审
发明人：王轶群;田启岩;孙宏林;赵宏宇;白金刚;周雪山;翟新宝 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-03-21 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及水下机器人的运动控制技术领域，尤其涉及变结构水下机器人运动控制方法，实现变结构水下机器人在机械臂扰动条件下的高精度垂直面控制。本发明从参数辨识角度实时估计机械臂运动下机器人静力学参数的变化特征，采用基于动力学模型的在线参数辨识技术，将机械臂运动和水下机器人本体运动统一放入滤波器进行辨识估计，根据水下机器人姿态角和速度测量值反馈校正静力学参数的估计值，同时设计参数递推阻尼和遗忘因子，降低参数辨识过程中的过参数化风险，实现静力学参数的实时精确估计；再将时变静力学参数估计和动力学模型结合，实现水下机器人在机械臂扰动情况下的高精度垂直面运动控制。
一种基于参数辨识水下机器人垂直面运动控制方法

[实用新型]水下变结构机器人-CN202220092451.2有效
发明人：白金刚;田启岩;周雪山;王轶群;孙宏林;董旭洋 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-01-14 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本实用新型属于水下机器人领域，具体地说是一种水下变结构机器人，主体框架、作业系统及变结构装置均位于浮力调节系统的内部，变结构装置包括剪叉机构及电动缸，电动缸及剪叉机构分别安装于主体框架上，电动缸的输出端与剪叉机构连接、驱动剪叉机构升降；浮力调节系统包括上、下浮力材，下浮力材安装于主体框架上，上浮力材安装于剪叉机构上，随剪叉机构升降，通过上浮力材随剪叉机构的升降改变机器人的自身形态，实现机器人航行模式与作业模式的切换；通过改变自身形态，增大水下机器人的稳心高，切换到稳定作业模式，通过机械臂与五指手的集成实现精细作业，实现一个平台兼顾敏捷航行探测和悬停精细作业。
水下结构机器人

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