检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：丁硕硕哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

多传感器融合的水下同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)技术能够充分利用各传感器优势为智能水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)提供精确的导航定位信息。AUV在航行过程中利用相机观测的视觉信息... 详细信息

多传感器融合的水下同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)技术能够充分利用各传感器优势为智能水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)提供精确的导航定位信息。AUV在航行过程中利用相机观测的视觉信息、惯性测量单元(Inertia Measurement Unit,IMU)的自定位信息和深度计的测深信息共同估计自身位姿,并可与历史信息完成闭环进一步校正位姿和轨迹。多传感器融合的水下SLAM系统为AUV提供定位和导航信息的同时,对外部环境感知和学习,构建并更新高精度光学场景,是实现AUV小规模近场环境观测的重要定位技术手段。论文根据已有的研究和结论,对水下多传感器融合的SLAM技术进一步完善,主要研究工作如下:多传感器外参联合标定研究。针对深度计与相机-IMU间外参不易获得,人工测量误差大的问题,提出了相机-IMU-深度计外参联合标定方法,构建传感器间的伪手眼标定方程组,共同求解外参矩阵,为多传感器融合系统提供准确的内外参信息。多传感器的数据处理和系统初始化研究。深度计频率常与其他传感器不同,这就造成了各传感器间数据不匹配。针对此问题,提出了一种深度数据对齐方法。它利用IMU帧间可靠的预积分信息,对相机帧间的深度测量进行补偿,以解决深度测量帧和图像帧之间的时间偏差。由于AUV运动缓慢,加速度和角速度激励不足,导致IMU初始化困难,尺度估计误差大。论文提出了IMU-深度计联合初始化方法,依靠深度数据估计比例因子并共同优化初始位姿和重力方向。在多传感器的后端紧耦合算法和高效闭环检测研究中。本文提出了将各传感器的残差信息共同构建总的优化方程,转化为最小二乘问题,并利用图优化方法求解。利用多源信息紧耦合,优劣互补,共同估计AUV位姿和地图点信息。为降低水下低质量图像对残差方程的影响,提出了图像动态权重因子,依据图像特征点和地图点重投影关系,动态调整图像置信度。针对水下图像变化引起的闭环不可靠问题,论文提出引入里程计估计对闭环检测算法进行后处理,以降低误匹配概率。

关键词：智能水下机器人同步定位与建图多传感器融合位姿图优化紧耦合

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智能水下机器人自主回收的双目视觉定位

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哈尔滨工程大学学报 2022年第8期43卷 1084-1090页

作者：徐硕姜言清李晔刘善昌丁硕硕马东齐昊东张文君哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地海南三亚572000

针对智能水下机器人与水下基站近距离对接时,传统的光视觉引导方法精度和鲁棒性难以满足要求的问题,本文提出了一种双目视觉引导方法。该方法主要分为光源提取、光源匹配和立体测距3部分。利用图像自适应二值化算法和伪光源剔除算法,得... 详细信息

针对智能水下机器人与水下基站近距离对接时,传统的光视觉引导方法精度和鲁棒性难以满足要求的问题,本文提出了一种双目视觉引导方法。该方法主要分为光源提取、光源匹配和立体测距3部分。利用图像自适应二值化算法和伪光源剔除算法,得到左右图像的光源标识中心的像素坐标;在光源匹配部分,对光源进行特征提取和匹配,完成左右图像中的光源准确配对;最后对光源阵列进行立体测距,得到相机坐标系下基站的三维位置。实验结果表明:该方法对伪光源具有很好的鲁棒性,并且所得出的基站相对位置和角度均达到了很高的精度。

关键词：水下机器人回收水下对接双目视觉定位引导匹配水下基站

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海底地形匹配高效质点滤波导航方法

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数字海洋与水下攻防 2021年第6期4卷 439-445页

作者：马腾丁硕硕范佳佳李晔哈尔滨工程大学水下机器人技术国家级重点实验室哈尔滨理工大学自动化学院

海底地形匹配导航技术可实现自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)长时间的水下精确导航。质点滤波器(Point-Mass Filter,PMF)是实现AUV精确海底地形匹配导航的重要方法,但质点权重计算过程中需要寻找空间分布不规则的实... 详细信息

海底地形匹配导航技术可实现自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)长时间的水下精确导航。质点滤波器(Point-Mass Filter,PMF)是实现AUV精确海底地形匹配导航的重要方法,但质点权重计算过程中需要寻找空间分布不规则的实测地形数据点与网格化先验地形图数据点间空间对应关系,造成大量计算消耗,严重影响了地形匹配导航算法实时性能。提出一种海底地形匹配高效质点滤波导航方法,通过构建伪输入高斯过程(Sparse Pseudo-input Gaussian Processes,SPGPs)模型,实现实测海底地形数据高效、精确网格化插值过程,并根据SPGPs方法提供的插值置信度实现网格化概率地图构建;搭建质点滤波器算法框架,提出适用于概率地图的质点权重计算过程,通过考虑网格化地图不同节点插值置信程度差别,提高地形匹配导航精度。于青岛中沙礁展开海上数据获取试验,并利用海试数据完成算法回放式仿真验证。试验结果证明,所提出网格化插值方法可实现高精度、高效地形深度插值过程,所提出海底地形匹配高效质点滤波导航方法可为AUV在线提供精确导航结果,且实时导航圆概率误差小于3 m。

关键词：海底地形匹配导航水下机器人质点滤波伪输入高斯过程

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一种水下视觉惯性定位方法、系统、设备及介质

一种水下视觉惯性定位方法、系统、设备及介质

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作者：张铁栋丁硕硕雷明柴浩若贾福鑫姜大鹏骆婉珍 510275 广东省广州市海珠区新港西路135号

本发明涉及机器人定位技术领域，特别是涉及一种水下视觉惯性定位方法、系统、设备及介质。通过对水下图像进行预处理，同时对相邻两帧水下图像间的IMU数据进行预积分，获取预处理后的水下图像和IMU预积分；对预处理后的水下图像进行自... 详细信息

标准号: CN117760409A

本发明涉及机器人定位技术领域，特别是涉及一种水下视觉惯性定位方法、系统、设备及介质。通过对水下图像进行预处理，同时对相邻两帧水下图像间的IMU数据进行预积分，获取预处理后的水下图像和IMU预积分；对预处理后的水下图像进行自适应估计和特征匹配，获得视觉权重因子的自适应阈值和相机的初始位姿信息；将初始位姿信息和IMU预积分对齐，获得视觉惯性初始化信息；根据视觉惯性初始化信息，获得视觉重投影误差；利用视觉重投影误差和视觉权重因子的自适应阈值构建视觉动态权重因子；根据视觉动态权重因子、视觉重投影误差和IMU残差构建残差方程；求解残差方程，获得位姿信息；充分发挥视觉和惯性的耦合信息，提高水下定位精度。

关键词：视觉水下图像预处理视觉惯性重投影残差初始化信息权重因子初始位动态权重因子自适应构建机器人定位自适应估计水下定位特征匹配位姿信息相邻两帧耦合信息对齐求解相机

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分光光度法测定土壤和沉积物中乙酸-乙酸钠缓冲溶液提取形态磷

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化学分析计量 2025年第5期34卷 18-28页

作者：张怡凡朱震宇黄莉粤嵇乾威蒋钒杜键德丁硕硕李雷陈志刚陕西科技大学西安710021 厦门大学福建厦门361102

采用分光光度法测定乙酸-乙酸钠缓冲溶液提取的土壤和沉积物中的磷。分别采用不同pH的乙酸钠溶液、不同pH的乙酸-乙酸钠缓冲溶液和稀释不同比例的乙酸-乙酸钠缓冲溶液绘制标准曲线,通过和去离子水溶液的空白值及其标准曲线的斜率进行比... 详细信息

采用分光光度法测定乙酸-乙酸钠缓冲溶液提取的土壤和沉积物中的磷。分别采用不同pH的乙酸钠溶液、不同pH的乙酸-乙酸钠缓冲溶液和稀释不同比例的乙酸-乙酸钠缓冲溶液绘制标准曲线,通过和去离子水溶液的空白值及其标准曲线的斜率进行比较,分析溶液pH值、乙酸及乙酸根对测定结果的影响,优化了分光光度法测定乙酸-乙酸钠缓冲溶液提取形态磷的方法,紫外可见分光光度计的波长为882 nm。结果表明,乙酸根会抑制磷钼蓝的显色,而乙酸不会;采用调节乙酸-乙酸钠缓冲溶液pH值至1的方法,具有较高的空白值(0.135)和较低的拟合斜率(0.040,R2=0.947,差值平方和为0.216),不能完全消除乙酸根的影响,准确度较低;而按乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH=4.0)与去离子水体积比小于1:9的比例(下限由样品磷浓度决定)进行稀释可有效消除pH、乙酸和乙酸根的干扰,具有较低的空白值(0.003~0.030)和较高的拟合斜率(0.062~0.080,差值平方和不大于0.012、p>0.01)。该方法具有稳定性好、操作简便等优点。

关键词：乙酸-乙酸钠缓冲溶液磷钼蓝分光光度法土壤沉积物

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一种海底地形等深线辅助导航路径规划方法

一种海底地形等深线辅助导航路径规划方法

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作者：马东李晔马腾丁硕硕刘善昌 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室

本发明公开了一种海底地形等深线辅助导航路径规划方法，属于水下地形辅助导航与定位领域。本发明通过研究等深线地形匹配特性，从等深线先验海图中提取等深线疏密及等深线平滑度作为海底地形适配性，并根据海底地形适配性完成地形适配... 详细信息

标准号: CN115542927A

本发明公开了一种海底地形等深线辅助导航路径规划方法，属于水下地形辅助导航与定位领域。本发明通过研究等深线地形匹配特性，从等深线先验海图中提取等深线疏密及等深线平滑度作为海底地形适配性，并根据海底地形适配性完成地形适配区建模；采用双向RRT*进行全局路径规划，在随机树扩展中，根据所处位置的等深线法线方向进行随机树节点筛选；在计算花费中，将AUV所处位置的地形适配性作为奖励函数考虑在计算范围内，寻求最优的规划路径；最后对规划好的路径利用贝塞尔曲线进行优化，满足AUV实际航行中的性能。

关键词：等深线海底地形适配性所处位置地形随机树导航路径规划全局路径规划贝塞尔曲线法线方向规划路径节点筛选路径利用匹配特性水下地形先验平滑度疏密建模适配奖励优化规划研究

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一种水下相机-IMU-深度计的空间联合标定方法

一种水下相机-IMU-深度计的空间联合标定方法

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作者：丁硕硕李晔马腾徐硕夏嘉豪刘善昌 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室

本发明涉及一种水下相机‑IMU‑深度计的空间联合标定方法，通过传统视觉图像特征方法对相机初始化，获得相机位姿和路标点信息；利用规划运动激励获得深度计和IMU测量数据，同时通过视觉位姿变化的信息约束，对深度数据离群点剔除；采用... 详细信息

标准号: CN115330852A

本发明涉及一种水下相机‑IMU‑深度计的空间联合标定方法，通过传统视觉图像特征方法对相机初始化，获得相机位姿和路标点信息；利用规划运动激励获得深度计和IMU测量数据，同时通过视觉位姿变化的信息约束，对深度数据离群点剔除；采用多组有效的相邻帧间深度信息、视觉信息和IMU预积分信息，建立手眼标定方程组；对方程组进行优化求解，获得外参变换初值；将初值加入后端非线性优化，并通过空间变换关系求解外参。本发明考虑到深度计测量数据只发生在垂直方向，通过运动约束，建立伪手眼标定方程组，对外参进行非线性优化，克服了水下相机‑IMU‑深度计外参不易获得，手工机械测量误差大的问题，为水下多传感器融合SLAM提供了准确的相机‑IMU‑深度计外参变换信息。

关键词：深度计方程组非线性优化相机测量数据手眼标定水下相机多传感器融合空间变换关系变换信息积分信息空间联合深度数据深度信息视觉图像视觉信息手工机械位姿变化信息约束优化求解运动约束初始化点信息相邻帧标定求解位姿路标剔除测量视觉规划

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一种仿生过滤机械臂及过滤机器人

一种仿生过滤机械臂及过滤机器人

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作者：吴嘉宁廖益丰丁硕硕林昂赖增宁洪宇和吴志刚 510275 广东省广州市海珠区新港西路135号

本发明公开一种仿生过滤机械臂及过滤机器人，包括基座、仿网球虾刚毛过滤模块、驱动模块和传动机构；所述仿网球虾刚毛过滤模块具有依据仿网球虾刚毛排列的多个过滤网；所述传动机构配置为将所述仿网球虾刚毛过滤模块和驱动模块联接；... 详细信息

标准号: CN116139590A

本发明公开一种仿生过滤机械臂及过滤机器人，包括基座、仿网球虾刚毛过滤模块、驱动模块和传动机构；所述仿网球虾刚毛过滤模块具有依据仿网球虾刚毛排列的多个过滤网；所述传动机构配置为将所述仿网球虾刚毛过滤模块和驱动模块联接；其中，驱动模块被配置为用于转动所述多个过滤网，以至于改变所述多个过滤网的迎水面积，所述驱动模块和传动机构均配置在所述基座上；该仿生过滤机械臂可在多变的海洋环境中调整滤网的迎水面积。

关键词：驱动模块刚毛过滤模块过滤网网球过滤机械臂配置海洋环境滤网联接机器人转动

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一种水质净化装置

一种水质净化装置

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作者：丁硕硕刘睿劼洪志贤钱飞跃史广宇刘锋 215009 江苏省苏州市高新区科锐路1号

本发明提供一种水质净化装置，水质净化装置包括：生物膜过滤模块，其用于对水进行净化；推流曝气模块，其设置在所述生物膜过滤模块的后侧且能够促使水通过生物膜过滤模块。本发明中的生物膜过滤模块可吸附、降解水中溶解性污染物，并... 详细信息

标准号: CN113307443B

本发明提供一种水质净化装置，水质净化装置包括：生物膜过滤模块，其用于对水进行净化；推流曝气模块，其设置在所述生物膜过滤模块的后侧且能够促使水通过生物膜过滤模块。本发明中的生物膜过滤模块可吸附、降解水中溶解性污染物，并且装填有填料的镂空球可随水流转动降低水流阻力，利于水过滤；推流曝气模块可提升水中的溶氧量，利于水生植物的生长；通过各模块的相互协同，水质净化效率高、设备集成度高。

关键词：生物膜过滤水质净化装置曝气模块水中推流水生植物溶解性污染物设备集成度水流阻力水质净化镂空溶氧量水过滤装填降解吸附转动协同净化生长

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一种仿生多联动异形刚毛过滤手掌及机械臂

一种仿生多联动异形刚毛过滤手掌及机械臂

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作者：吴嘉宁廖益丰吕俊姜伟洪宇和丁硕硕赖增宁苏敏敏魏蒋坤 510275 广东省广州市海珠区新港西路135号

本发明涉及机械臂技术领域，具体公开一种仿生多联动异形刚毛过滤手掌及机械臂，该仿生多联动异形刚毛过滤手掌包括保持架、扭转机构、驱动机构和多个刚毛组件；所述扭转机构固定地配置在所述保持架上；多个所述刚毛组件配置在所述扭转... 详细信息

标准号: CN116728459A

本发明涉及机械臂技术领域，具体公开一种仿生多联动异形刚毛过滤手掌及机械臂，该仿生多联动异形刚毛过滤手掌包括保持架、扭转机构、驱动机构和多个刚毛组件；所述扭转机构固定地配置在所述保持架上；多个所述刚毛组件配置在所述扭转机构上，且相邻的所述刚毛组件之间具有间隙；所述驱动机构用于驱动所述扭转机构转动；所述扭转机构被所述驱动机构驱动时，所述扭转机构带动所述刚毛组件，致使相邻的所述刚毛组件之间的间距和/或夹角被改变；该仿生多联动异形刚毛过滤手掌能灵活改变压力降、阻塞比和过滤效率。

关键词：刚毛扭转机构驱动机构联动异形手掌过滤保持架机械臂驱动过滤效率组件配置压力降阻塞转动灵活配置

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