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[发明专利]基于改进积分观测器视线导引律的欠驱动AUV三维路径模糊跟踪控制方法-CN202310858193.3在审
发明人： 王玉甲;陈政宇;刘星;陆启兴;李昊原 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-13 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明提出基于改进积分观测器视线导引律的欠驱动AUV三维路径模糊跟踪控制方法，所述方法包括：步骤一：给出受海流干扰的欠驱动AUV动力学模型，将动力学模型中的模型不确定部分分离出来；步骤二：构建欠驱动AUV在海流干扰下的三维路径跟踪误差模型；步骤三：设计改进的降阶观测器，并基于该观测器估计由海流干扰引起的路径跟踪不确定部分；步骤四：设计基于改进的积分观测器引导律，并设计引导律中的自适应部分；步骤五：根据欠驱动AUV跟踪误差模型、模糊逻辑系统设计控制器；通过本发明中设计的三维路径跟踪控制方法，可让欠驱动AUV完成在海流动态干扰下的精确路径跟踪以及快速收敛的任务需求。
基于改进积分观测器视线导引驱动 auv 三维路径模糊跟踪控制方法

[发明专利]一种可调重浮力的水下实验设备布放回收装置及方法-CN202310796398.3在审
发明人： 王玉甲;接宇欣;杨立平;姚峰;赵文德;张亮;徐嘉锐;周思行 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-03 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： B66C1/16 文献下载
摘要：本发明提供一种可调重浮力的水下实验设备布放回收装置及方法，包括吊具模块、吊装导向模块、实验框架模块、吊装绳、可抛载配重模块，当检测到实验装置在海底着陆后，海面上的吊装设备牵引吊装横梁模块向实验框架一侧的海底平动，吊装导向模块和吊装绳则随吊装横梁模块从实验框架的两侧运动到海底，布放过程完成；当需回收实验装置时，可抛载配重模块的液压杆带动滑块向外运动，远离配重块，配重块及防沉筒与实验装置分离，抛载完成；海面上的吊装设备牵引吊装横梁模块带动吊装绳及导向筒向实验装置顶部平动；当检测到吊装横梁模块将吊装绳拉紧后，吊装设备向上拉动实验装置离开海底并逐渐上升至海面，回收过程结束。
一种可调浮力水下实验设备回收装置方法

[发明专利]一种基于自适应趋近律滑模方法的AUV传感器容错控制方法-CN202310845014.2在审
发明人： 王玉甲;李嘉文;刘星;姚峰;李佶桃;陈政宇 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-11 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：一种基于自适应趋近律滑模方法的AUV传感器容错控制方法，它涉及一种AUV传感器容错控制方法。本发明为了解决现有传感器的容错控制过于依赖观测器与传感器故障诊断结果的问题。本发明能够确保传感器受到外界环境影响下，不依赖传感器模型以及观测器估计的情况下，对传感器噪声进行降噪处理，设计基于自适应趋近律滑模方法的AUV传感器容错控制器，通过自适应方法补偿传感器AUV模型的海流干扰、模型的不确定性、传感器噪声及故障，使得AUV传感器的容错控制器起到补偿传感器故障的目的。本发明属于水下机器人控制技术领域。
一种基于自适应趋近律滑模方法 auv 传感器容错控制

[发明专利]一种多姿态UUV水面自主回收装置及方法-CN202310915868.3在审
发明人： 王玉甲;杨立平;姚峰;赵文德;张亮;接宇欣;徐嘉锐 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-25 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： B63B23/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种多姿态UUV水面自主回收装置及方法，属于UUV回收水下作业技术领域。解决UUV上用于回收的结构易影响UUV的水下作业的问题。包括框架结构、笼体、缓冲机构和绞车，框架结构的前侧安装有绞车，框架结构的中部通过缓冲机构与笼体的中部连接，框架结构的尾部与笼体的尾部铰接，绞车通过缆绳与笼体的前侧连接。本发明的UUV回收中，无需在UUV上设置与其配合的回收结构，不仅减小了UUV的设计难度，其流畅的表面更好的进行水下作业，还可适应多种型号的UUV进行回收。
一种多姿 uuv 水面自主回收装置方法

[发明专利]一种水下UUV的自适应夹抱模块及夹抱装置-CN202310885124.1在审
发明人： 王玉甲;杨立平;姚峰;赵文德;张亮;接宇欣;徐嘉锐 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种水下UUV的自适应夹抱模块，包括柔性夹抱带和矩形的夹抱框。设在夹抱框的底边框下方的上、下滑块配重两端分别连接长、短缆绳。所述长、短缆绳绕过大、小定滑轮与上、下滑块连接。所述底边框的顶面上设有两个转动轴。柔性夹抱带的两端分别与一个转动轴固定连接，上滑块和下滑块分别与柔性夹抱带弹性连接。本发明还公开了一种水下UUV的自适应夹抱装置，包括两个夹抱模块、框架以及位于两个夹抱模块之间的定位轴。两个夹抱模块套设在框架上。定位轴的高度高于转动轴的高度。本发明可适用于不同外形、尺寸的UUV。而且当产生横滚角时，也可以通过控制转动轴的转动，调整UUV的姿态。本夹抱装置可用于UUV完成充电和信息交换等水下对接工作。
一种水下 uuv 自适应模块装置

[发明专利]一种全海深充油式耐腐蚀电磁吸盘装置-CN202211104534.X在审
发明人：肖鹏家;赵文德;王玉甲;刘星;徐珍波;王冠超;刘子赫;陈昭旭 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-09-09 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： B63G8/24 文献下载
摘要：一种全海深充油式耐腐蚀电磁吸盘装置，属于水下机器人安全抛载装置领域，本发明解决现有水下机器人抛载装置中的电磁铁在长期使用后容易使表面的防腐处理层破损，造成电磁铁本身迅速腐蚀，腐蚀之后不仅会影响外观，并且使吸盘与电磁铁的吸合表面及其粗糙，增大了两者之间的气隙，从而出现磁阻增大和磁力降低的问题，本发明所述装置包括防腐电磁铁组件和防腐吸盘组件，防腐电磁铁组件设置在水下机器人舱体的底部，且防腐电磁铁组件与水下机器人舱体拆卸连接，防腐吸盘组件设置在防腐电磁铁组件的下方，且防腐电磁铁组件与防腐吸盘组件磁力吸附连接，防腐吸盘组件上挂装有挂载。本发明主要用作水下机器人水下作业的抛载装置。
一种全海深充油式耐腐蚀电磁吸盘装置

[发明专利]一种基于视觉的UUV轴向及周向偏差检测方法-CN202211592084.3在审
发明人：于爱迪;王玉甲;邱伯阳;周思行;李昊原;冯立甲;张亮;姚峰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-12-12 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G01B11/27 文献下载
摘要：本发明提供一种基于视觉的UUV轴向及周向偏差检测方法，图像采集后进行预处理，得到靶标同心圆信息。若检测到的圆心数量为0，则说明视觉系统为检测到视野中没有靶标，则发送相关信息控制充电平台做轴向运动寻找靶标。若成功识别到至少一个同心圆圆心，则进入周向对准过程。首先判断偏转方向，再根据相应公式计算当前位置与对准状态之间的角度θ，将转动方向以及转动角度发送给充电平台。若角度落在误差允许范围之内，则周向对准过程完成，进入轴向对准过程。轴向对准时，计算当前位置与对准位置之间的距离，将平移方向以及距离发送给充电平台。最后，若距离落在误差允许范围之内，则全部对准过程完成。
一种基于视觉 uuv 轴向偏差检测方法

[发明专利]一种基于中心对称多胞体的自主式水下机器人故障检测方法-CN202211236093.9在审
发明人：李佶桃;张雨石;王玉甲;姚峰;张铭钧 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-10-10 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明提供一种基于中心对称多胞体的自主式水下机器人故障检测方法，主要内容包括：(1)建立自主式水下机器人的动力学线性模型，并利用中心对称多胞体来表示初始估计误差、未知干扰、测量噪声等不确定性的范围。(2)设计观测器，根据对干扰的鲁棒性条件和对故障的敏感性条件，求出待设计观测器的增益矩阵。(3)结合中心对称多胞体的性质递推得到每一时刻的残差所处的中心对称多胞体。(4)建立故障检测逻辑：通过观测零点是否脱离残差生成的中心对称多胞体的范围,判断故障是否发生。与现有技术相比，本发明同时考虑了对干扰的鲁棒性条件和对故障的敏感性条件，给出了一种系统、简单、有效的自主式水下机器人的故障检测方法。
一种基于中心称多自主水下机器人故障检测方法

[发明专利]一种自主式水下机器人椭球形目标区域控制方法-CN202211073081.9在审
发明人：李佶桃;张铭钧;刘星;王玉甲 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-09-02 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明提供一种自主式水下机器人椭球形目标区域控制方法，属于自动控制领域包括：(1)提出一种基于观测器的区域控制方法。首先设计观测器估计自主式水下机器人的不可测量的状态信号，然后利用所得状态设计反馈控制器使得自主式水下机器人的状态信号收敛到一定的区域范围内。(2)提出一种观测器和控制器的联合设计方法。(3)提出一种椭球形目标区域控制方法。首先限制李雅普诺夫矩阵使得内容(1)中收敛区域在目标区域内，然后求解内容(2)中的设计条件同时得到观测器和控制器增益矩阵。本发明专利无需自主式水下机器人的所有状态已知，可将状态控制到给定目标区域，可用于自主式水下机器人目标区域控制、区域跟踪等领域。
一种自主水下机器人椭球目标区域控制方法

[发明专利]一种模块化的可直接驶离的多类型UUV对接充电装置-CN202210450838.5在审
发明人： 王玉甲;杨立平;姚峰;赵文德;张亮;接宇欣;徐嘉锐;胡同滨 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-04-26 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： B60L53/35 文献下载
摘要：本发明提供一种模块化的可直接驶离的多类型UUV对接充电装置，包括框架、上导向模块、导向夹持模块、定位缓冲模块、下导向模块、升降充电模块。通过调整导向夹持模块的位置，实现多类型UUV的导向和对接，通过调整导向夹持模块、定位缓冲模块和升降充电模块，可保证UUV充电完成后，直接向前行驶，无障碍的离开对接装置。本发明适合多种类型的欠驱动UUV，可适应截面圆形、椭圆形的不同尺寸的UUV；本发明具有可靠的导向功能，可保证UUV对接的准确性。
一种模块化直接驶离类型 uuv 对接充电装置

[发明专利]一种全海深电磁铁结构-CN202010197524.X有效
发明人：张铭钧;吕涛;姚峰;王玉甲;于大程;吕图 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-03-19 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： H01F7/128 文献下载
摘要：本发明提供一种全海深电磁铁结构，其主要由导磁壳体、密封环、线圈骨架、漆包线和支撑筒组成。导磁壳体为导磁材料，密封环和焊接材料为非导磁材料。导磁壳体包括中心铁芯和密封导磁外壳，缠绕在线圈骨架上的漆包线套在铁芯上，由支撑筒支撑并在导磁壳体内部留出盘线的空间。密封环套在导磁壳体的凸台上，利用焊接密封的方法完成电磁铁吸合面端的密封。该电磁铁结构在工作时由接线端通电，吸合物在吸合面与电磁吸盘吸合，导磁壳体和吸合物形成磁路。该结构在完成全海深高压密封的同时，结构简单可靠，由于中心铁芯和密封导磁外壳为一体结构，其内部磁路没有间隙，可以完美输出磁吸力，适用于全海深驱动源。
一种全海深电磁铁结构

[发明专利]一种基于RBF神经网络的水下机器人自适应区域动力定位控制方法-CN201910987604.2有效
发明人：张铭钧;于大程;王玉甲;吕图;王煜;屈建飞 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-10-17 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于RBF神经网络的水下机器人自适应区域动力定位控制方法，属于水下机器人动力定位控制领域。包括建立AUV的6自由度空间运动模型，构造目标区域及区域控制系统误差动态方程；采用RBF神经网络对未知向量进行在线逼近、滑模控制项对逼近误差进行补偿；对网络权值、径向基函数中心与方差进行在线调整；采用基于指数函数的滑模切换增益在线调节方式避免滑模切换增益过大引起控制系统的高频抖振；通过神经滑模区域控制器对AUV进行动力定位控制，使位置、姿态向量η收敛到目标区域中。本发明解决了受外部干扰、水中传感器自身测量精度等因素影响下的AUV动力定位控制问题，提高了动力定位精度，且AUV自身特性变化时仍能快速收敛到目标区域内部。
一种基于 rbf 神经网络水下机器人自适应区域动力定位控制方法

[发明专利]一种多类型UUV对接充电装置-CN202111644782.9在审
发明人：杨立平;王玉甲;接宇欣;徐嘉锐;胡同滨 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-12-30 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： B60L53/35 文献下载
摘要：本发明提供一种多类型UUV对接充电装置，导向机构、V型夹、水下灯、夹持臂、充电机构、定位模块、水下定位信标、滑块机构、液压缸活塞杆、液压缸体、底座组成。导向机构安装在夹持臂的端部，由导向板、连接架、摆动液压缸、支撑座组成。导向板安装在连接架上，摆动液压缸安装在夹持臂的侧面，其输出轴穿过连接架底部的通孔、与支撑座相连，支撑座对输出轴起支撑作用，摆动液压缸的输出轴与连接架间安装有平键，摆动液压缸输出轴的旋转力矩可通过平键传递给连接架和导向板，从而实现导向板绕摆动液压缸输出轴的转动。通过调整导向板角度和夹持臂的位置，实现多类型UUV的快速导向和可靠对接，通过调整充电模块的位置实现多类型UUV的快速充电。
一种类型 uuv 对接充电装置

[发明专利]一种基于区间观测器的X型舵AUV故障检测方法-CN202111506098.4在审
发明人： 王玉甲;接宇欣;钱宇;姚峰;刘星;吕图;李嘉文 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-12-10 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本发明提供一种基于区间观测器的X型舵AUV故障检测方法，针对水下机器人动力学模型中各参数存在较大建模误差的问题进行研究，使用RBF神经网络对系统建模误差进行在线辨识，直接通过区间观测器与实际系统输出的残差信号来判断系统是否出现故障，该方法适用于水下机器人故障诊断领域，不仅解决了传统观测器故障阈值选取困难的问题，而且对故障有较高的敏感度，也因此具有更广泛的研究与应用价值。
一种基于区间观测器型舵 auv 故障检测方法

[发明专利]一种基于改进等距特征映射算法ISOMAP的水下机器人推进器故障诊断方法-CN201810622232.9有效
发明人：张铭钧;陈泽宇;王飞;王连强;王玉甲;赵文德;姚峰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-06-15 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明属于水下机器人故障诊断技术领域，具体涉及一种基于改进等距特征映射算法ISOMAP的水下机器人推进器故障诊断方法。该方法基于改进D‑S证据理论数据融合算法，将AUV运行过程中状态量和控制量进行融合，基于等距特征映射算法对融合后的数据进行特征提取，基于人工免疫算法对提取到的特征点进行故障检测，基于改进支持向量域算法对检测到的故障点进行故障程度辨识。本发明不仅能判断AUV推进器故障的有无，而且能从故障特征提取、故障检测、故障程度辨识方面全面地实现AUV推进器故障诊断，判断AUV推进器故障严重程度，提高了故障诊断的精度，特别适合应用于自主式水下机器人推进器的状态监测。
一种基于改进等距特征映射算法 isomap 水下机器人推进器故障诊断方法

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