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[发明专利]一种海上无人机动态降落无人艇的自主对接控制系统及其自主回收方法-CN202310274409.1在审
发明人： 田恩农;李晔;李翱;廖煜雷 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-03-21 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G05D1/06 文献下载
摘要：本发明创造提供了一种海上无人机动态降落无人艇的自主对接控制系统的自主回收方法，无人机控制系统输出UAV运动状态与UWB标签信号给无人艇控制系统，无人艇控制系统输出USV航向航速信息与USV的经纬度信息给无人机控制系统。本发明创造以克服海上无人机自主降落动态无人艇时所面临的上述问题，本发明创造可以根据无人机和无人艇间的相对距离，自主选择使用的传感器以获取精确的相对位置信息和控制参数。从而完成无人机精准快速地自主对接动态无人艇。
一种海上无人机动态降落无人自主对接控制系统及其回收方法

[发明专利]一种适用于极地观测救援的遥控水下机器人-CN202310443663.X在审
发明人： 田恩农;李晔;程文鑫;毛家圆;李翱;曹建;赵怡 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-04-24 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： B63G8/00 文献下载
摘要：本发明提供一种适用于极地观测救援的遥控水下机器人。通过将向上摄像机、前视多波束图像声纳、前视摄像机等感知设备对冰底环境进行扫描观测，以获取冰底形貌的声学光学扫测特征。通过可旋转升降式的多普勒测速计、USBL传感器、深度姿态传感器等位姿传感器，完成ROV在水下的精确导航定位，从而确定冰底形貌特征所对应的位置信息。通过搭载的水下云台摄像机和向上高清摄像机，可以实现冰下特征的光学成像和水下光学目标检测。通过搭载的水下前视图像声纳，可以对冰下环境进行声学成像，以便搜寻失事自主水下机器人AUV。
一种适用于极地观测救援遥控水下机器人

[发明专利]一种水面无人艇集群巡逻任务分配方法-CN202211125288.6在审
发明人： 田恩农;廖煜雷;李晔;赵怡;李翱 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-09-16 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开一种水面无人艇集群巡逻任务分配方法。USV集群接收巡逻任务点；求解所有目标点的中心点；求取出发点T0与所有巡逻点Ti的连线夹角θi；根据角度均分的规则，将目标点按照USV的数量进行均分分组；通过改进遗传算法求解TSP的方式，进行迭代求解；得到每艘USV求解n组任务目标的解决方案，通过投票竞优的方式选出最优方案，作为集群初始巡逻方案；每艘USV巡航过程中，通过计算自身下个目标点的航行成本，轮询周边USV的航行成本，若出现临近USV航行成本低于自身成本的情况，则将该目标点的任务交易给成本低的一方，自身重新规划剩余任务路线；即通过上述方法完成航行路径的二次优化，所有USV均按此方法轮询其它艇，直到所有巡逻任务完成。用以解决很难在短时间通过线性规划等精确计算方式得到任务分配的最优方法的问题。
一种水面无人集群巡逻任务分配方法

[发明专利]一种基于双目视觉的物体表达方法-CN202210473939.4在审
发明人：徐硕;高靖萱;马腾;凌宇;姜言清;刘善昌;丁硕硕;孙祥仁;田恩农;张文君;李晔 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G06V20/20 文献下载
摘要：本发明属于机器人导航技术领域，具体涉及一种基于双目视觉的物体表达方法。本发明通过机器人搭载的双目相机获取关于场景的当前帧图像；从当前帧左右图像中检测场景里的物体；对得到的左右图像中的物体进行匹配，完成相同物体的配对；利用卡尔曼滤波与匈牙利匹配对双目帧间的物体进行跟踪，一旦检测到相同物体，利用两帧中的四张图像完成对物体的语义信息提取，包括物体的大小，位置和姿态。本发明提出了一种可靠性好、适用性广的物体表达方法，保证场景中任意形状的物体都能提取出有价值的语义信息，从而促进视觉同步定位与建图的精度和语义性。
一种基于双目视觉物体表达方法

[发明专利]一种应用于水下机器人的海底多波束测深数据压缩存储方法-CN202210488831.2在审
发明人：凌宇;高靖萱;马腾;丛正;徐硕;张强;田恩农;孙祥仁;马东;张文君;李晔 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-05-06 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G06T17/05 文献下载
摘要：本发明属于多波束测深技术领域，具体涉及一种应用于水下机器人的海底多波束测深数据压缩存储方法。本发明包括水下机器人通过多波束声呐原始数据获取；根据位姿信息解算海底地形数据；根据地形熵对地形数据进行分块处理；根据先验地形训练结果选择合适的网络架构；将每一块地形都作为训练集使用人工神经网络对其进行回归；训练好的模型代替原始测深数据从而实现数据的压缩。与直接存储三维点云数据相比，本发明仅存少量的模型参数，从而使得消耗的存储空间大大降低，与此同时能够实现快速地实现地形重构。
一种应用于水下机器人海底波束测深数据压缩存储方法

[发明专利]一种用于便携式AUV的柔性复合天线舵翼系统-CN202210450849.3在审
发明人：孙祥仁;高靖萱;王宝旭;曹建;田恩农;凌宇;徐硕;张文君;李晔 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-04-26 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： B63G8/14 文献下载
摘要：本发明提供一种用于便携式AUV的柔性复合天线舵翼系统，AUV的舵翼由两个外观完全相同的水平舵、一个下垂直舵以及一个复合天线的上垂直舵组成，通过灌封聚氨酯成型的方式制作而成。由聚氨酯制成的舵翼整体呈柔性，可以在一定程度上防止AUV工作、回收、释放以及运输过程中产生的碰撞而导致舵翼的结构破坏。此外，下垂直舵相对较短，大部分面积可收入AUV外径以内，这也可以显著降低AUV坐底时下垂直舵损坏几率。
一种用于便携式 auv 柔性复合天线系统

[发明专利]一种无人机辅助无人艇动态避障路径规划方法-CN202210593202.6在审
发明人： 田恩农;李晔;李翱;赵怡;徐硕;凌宇;孙祥仁 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-05-27 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种无人机辅助无人艇动态避障路径规划方法，将无人机所识别的目标动态障碍物组成一个TSP环路，使用改进遗传算法求解TSP问题解，使目标动态障碍物组成闭环路径，综合障碍物的无碰撞安全区域和护城河环带区域，得到动态障碍物环境下的安全航行点集，连接相应的点集，组成与障碍物无碰撞的路网集合，当无人艇在此动态障碍物区域航行过程中，通过给出起始点和终点，加入上述得到的路网集合，通过寻优算法进行最优路线计算，得到规划路径。本发明路径规划综合考虑了障碍物的无碰撞安全区域和障碍物之间的相对位置，所得到的动态路网集合会随着识别到的动态障碍物位置变化而变化，达到了对全局状态的实时调整。
一种无人机辅助无人动态路径规划方法

[发明专利]一种无人艇导航方法-CN202210591518.1在审
发明人： 田恩农;李晔;姜言清;李翱;赵怡;徐硕;凌宇;孙祥仁 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-05-27 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种无人艇导航方法，使用IMU反馈的角度对无人艇进行航向角的闭环控制，引入UWB的定位数据，使无人艇先定当前角度航行一个时间间隔，记录下航行前和时间间隔后的位置坐标，通过两组坐标求解航行的真实角度值，使用卡尔曼滤波的方式融合IMU的陀螺仪数据和坐标点的角度值，最终使用串级积分分离PID算法进行无人艇的航向航速控制，使得无人艇航行过程的精确稳定。本发明通过卡尔曼滤波器融合IMU的漂移航向角度值与UWB的精确位置值，解决了水池条件下小型无人艇由于航向角漂移导致的导航困难问题。本发明硬件实现成本极低，是低成本无人艇水池导航实验较优选择。
一种无人导航方法

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