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水下图像增强方法研究综述 被引量：13
1
作者 严浙平 曲思瑜 邢文 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期860-873,共14页
水下图像增强是水下有人/无人设备完成深海探测任务的重要支撑技术。该技术综合应用信号处理、图像处理以及机器学习的相关理论知识以实现对水下图像的灵活增强。在简述了水下图像增强的研究背景、意义及热点问题的基础上,按照不基于成... 水下图像增强是水下有人/无人设备完成深海探测任务的重要支撑技术。该技术综合应用信号处理、图像处理以及机器学习的相关理论知识以实现对水下图像的灵活增强。在简述了水下图像增强的研究背景、意义及热点问题的基础上,按照不基于成像模型、基于成像模型与基于学习3个方向对水下图像增强技术的发展进行了详细的论述,重点分析了不同方法的原理和技术特点。最后,根据水下图像增强技术的难点与目前面临的主要问题对研究方向和发展趋势进行了归纳和展望。 展开更多
关键词 水下成像 图像处理 水下图像增强 水下图像复原 成像模型 生成对抗网络 卷积神经网络 图像质量评价
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基于模型预测—中枢模式发生器的六足机器人轨迹跟踪控制 被引量：12
2
作者 严浙平 杨皓宇 +3 位作者 张伟 宫庆硕 林凡太 张雨 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期58-69,共12页
为了模仿动物卓越的运动能力和环境适应能力,提出了六足仿生机器人的轨迹跟踪控制方法。首先建立了机器人的运动学模型,接着通过转向参数将机器人的速度和角速度与中枢模式发生器(CPG)参数结合起来,设计了转换函数。然后通过转换函数将... 为了模仿动物卓越的运动能力和环境适应能力,提出了六足仿生机器人的轨迹跟踪控制方法。首先建立了机器人的运动学模型,接着通过转向参数将机器人的速度和角速度与中枢模式发生器(CPG)参数结合起来,设计了转换函数。然后通过转换函数将模型预测控制器和CPG网络结合起来,提出了基于CPG的模型预测控制器(MPC-CPG),并证明了其稳定性。最后对机器人跟踪圆周轨迹和直线轨迹进行了仿真和实验。实验表明,在有初始误差的条件下,机器人在MPC-CPG控制器的作用下能够快速地消除位置误差和航向角误差,跟踪上参考轨迹。轨迹跟踪的位置误差始终保持在-0.1~0.1 m,航向角误差保持在-27?~20?。在MPC-CPG控制器的作用下,机器人不仅具有较高的轨迹跟踪精度,同时还表现出良好的运动平滑性和协调性,进一步验证了所提出的MPC-CPG控制器的有效性。 展开更多
关键词 六足机器人 运动学 CPG(中枢模式发生器) 转换函数 模型预测控制 轨迹跟踪
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马尔科夫理论在无人系统中的研究现状 被引量：4
3
作者 严浙平 杨泽文 +2 位作者 王璐 岳立冬 潘晓丽 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第6期9-18,共10页
随着人工智能技术的发展,无人系统面临的任务愈发复杂,通常要求系统在未知环境下自主完成给定任务。为了解决无人系统在未知及不确定性问题方面的规划与决策,可以利用马尔科夫理论进行建模与估计,解决在无人平台中任务决策与规划、目标... 随着人工智能技术的发展,无人系统面临的任务愈发复杂,通常要求系统在未知环境下自主完成给定任务。为了解决无人系统在未知及不确定性问题方面的规划与决策,可以利用马尔科夫理论进行建模与估计,解决在无人平台中任务决策与规划、目标跟踪与识别,以及平台系统间通信等复杂问题。分别介绍马尔科夫理论在无人机(UAV)、无人车(UGV)以及自主式水下机器人(AUV)中的研究进展以及应用现状,指出当前存在的问题,并展望未来的发展趋势和研究热点。 展开更多
关键词 无人系统 马尔科夫理论 无人机 无人车 自主式水下机器人
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基于前视声呐的水下移动障碍物运动参数预测 被引量：3
4
作者 严浙平 李技云 +1 位作者 吴以 杨泽文 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期105-109,共5页
针对水下未知环境中移动障碍物的运动速度预测,提出一种基于多波束前视声呐预测方法.首先,对多波束前视声呐采集的障碍物三维点云数据进行滤波处理,并采用并行搜索树算法进行数据分块处理以分离出单个障碍物.然后,分别计算声呐每一采样... 针对水下未知环境中移动障碍物的运动速度预测,提出一种基于多波束前视声呐预测方法.首先,对多波束前视声呐采集的障碍物三维点云数据进行滤波处理,并采用并行搜索树算法进行数据分块处理以分离出单个障碍物.然后,分别计算声呐每一采样时刻障碍物虚拟质心位置,并修正由无人潜航器船位差所产生的虚拟质心位置变化;建立自适应神经模糊推理系统模型,根据输入的虚拟质心位置依次预测移动障碍物的速度和方向角.最后,进行Matlab仿真实验,仿真结果表明:基于前视声呐探测数据获取的虚拟质心能够准确反映移动障碍物的运动趋势,基于此的自适应神经模糊推理系统能够准确预测移动障碍物的运动参数. 展开更多
关键词 前视声呐 无人潜航器 运动参数 虚拟质心 自适应神经模糊推理系统
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基于莫尔积分的校圆工具压紧力分析 被引量：1
5
作者 运飞宏 刘伟丰 +6 位作者 王武超 王立权 严浙平 刘鸣 李超 郝孝泉 孙照威 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期557-563,共7页
为了使钢管对接操作方便简单,降低误差,本文设计了由液压驱动的校圆工具。通过卡爪卡住钢管管口移动,使得钢管管口发生形变完成校圆工作。校圆工具提供足够大的压紧力,使调直校圆工作可以针对所有系列钢管。利用有限元模拟加载分析出所... 为了使钢管对接操作方便简单,降低误差,本文设计了由液压驱动的校圆工具。通过卡爪卡住钢管管口移动,使得钢管管口发生形变完成校圆工作。校圆工具提供足够大的压紧力,使调直校圆工作可以针对所有系列钢管。利用有限元模拟加载分析出所需的最大压紧力,对模型进行等效简化和莫尔积分法的计算方法对模拟结果进行验证。研究结果表明:显示仿真和理论计算拟合程度较高,该校圆工具提供的压紧力应大于4.0×105 N才能对所有系列钢管进行组对校圆;利用得出的压紧力对校圆工具的卡爪进行强度校核,选取的材料Cr40强度满足要求。 展开更多
关键词 液压 钢管对接 校圆工具 有限元仿真 压紧力 简化 莫尔积分法 强度校核
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水下无人潜航器集群发展现状及关键技术综述 被引量：50
6
作者 张伟 王乃新 +2 位作者 魏世琳 杜雪 严浙平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期289-297,共9页
随着水下无人潜航器技术的发展和日渐成熟,单一水下无人潜航器已不能满足需求的发展,这就使多水下无人潜航器以集群的形式互相协作执行任务成为了水下无人潜航器发展的必然趋势。本文从军事领域和民用领域两方面介绍了国外主要水下无人... 随着水下无人潜航器技术的发展和日渐成熟,单一水下无人潜航器已不能满足需求的发展,这就使多水下无人潜航器以集群的形式互相协作执行任务成为了水下无人潜航器发展的必然趋势。本文从军事领域和民用领域两方面介绍了国外主要水下无人潜航器集群项目,包括项目设立目标和发展情况;分析了水下无人潜航器集群的一些关键技术的国内外研究现状和发展趋势,主要包括集群智能控制、通信网络设计、任务规划、路径规划、编队控制和导航定位等方面;最后对水下无人潜航器集群系统发展做出展望。 展开更多
关键词 水下无人潜航器集群 集群智能 路径规划 任务规划 编队控制 通信网络 关键技术 导航定位
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多UUV搜索海底声信标任务规划方法 被引量：4
7
作者 张宏瀚 郭焱阳 +2 位作者 许亚杰 李本银 严浙平 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第1期13-20,共8页
[目的]为了提高特定海域内多水下无人航行器(UUV)执行海底声信标搜索任务时的搜索性能,需增加对目标的搜索概率。[方法]首先,给出各UUV所载被动声呐的搜索能力指标函数,采用蒙特卡罗方法模拟海底声信标的坐标位置,并在任务区域建立搜索... [目的]为了提高特定海域内多水下无人航行器(UUV)执行海底声信标搜索任务时的搜索性能,需增加对目标的搜索概率。[方法]首先,给出各UUV所载被动声呐的搜索能力指标函数,采用蒙特卡罗方法模拟海底声信标的坐标位置,并在任务区域建立搜索能力函数,从而得到本次优化任务的优化目标;然后,根据UUV实际执行任务时的队形要求建立本次优化的约束条件,整合得到基于海底声信标搜索概率最大化的多UUV队形优化模型,并使多UUV按照此队形完成指定区域的声信标搜索工作;最后,采用遗传算法对优化模型进行参数优化,通过设定合理的目标函数以及改进传统的遗传算子使目标函数的值达到设定标准,随之取出相应的参数完成值的选择。[结果]将求解出的优化队形与传统优化队形进行对比发现,求解出的优化队形具有更高的发现海底信标的平均概率。[结论]该方法能够有效提升多UUV对海底声信标的搜索性能,并给出合理的队形优化方案。 展开更多
关键词 多水下无人航行器 队形优化 搜索概率 遗传算法
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近海复杂环境下UUV动态路径规划方法研究
8
作者 张宏瀚 王亚博 +2 位作者 李娟 王元慧 严浙平 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期114-121,共8页
为解决近海环境下水下无人航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)的动态路径规划问题,本文提出一种结合全局和局部动态路径规划的算法。首先,本文提出一种基于自适应目标引导的快速拓展随机树算法,以增加随机树生长的方向性,并通过... 为解决近海环境下水下无人航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)的动态路径规划问题,本文提出一种结合全局和局部动态路径规划的算法。首先,本文提出一种基于自适应目标引导的快速拓展随机树算法,以增加随机树生长的方向性,并通过转向和重选策略减少无效拓展加快算法的收敛速度。接着,获得全局路径之后使用自适应子节点选取策略获取动态窗口法的子目标点,将复杂的全局动态任务规划分解为多个简单的动态路劲规划,从而防止动态窗口法陷入局部极小值。最后,通过UUV出港任务仿真实验验证了算法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 水下无人航行器 动态路径规划 快速拓展随机树 动态窗口 自适应 水下环境 局部路径规划 避障
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