[發(fā)明專利]一種水下目標(biāo)定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410506327.6
• 申請日: 2014-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN104215988A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫春蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇華宏實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/42
• 分類號(hào): G01S19/42;G01S15/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 蘇玉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種水下目標(biāo)定位方法。

背景技術(shù)

機(jī)器人技術(shù)是集運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)理論、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件與軟件技術(shù)、控制理論、電動(dòng)伺服隨動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能理論等科學(xué)技術(shù)為一體的綜合技術(shù)。他的研究與開發(fā)標(biāo)志著一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，而其在各種機(jī)械領(lǐng)域的普及應(yīng)用，則顯示了這個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的實(shí)力。

世界上許多國家為了推進(jìn)本國的機(jī)器人開發(fā)事業(yè)，打入競爭日益激烈的國際高科技市場，不惜投入巨大的人力、財(cái)力來推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出了許多類型的機(jī)器人。機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸從人工環(huán)境擴(kuò)展到了水下和宇宙。

隨著人口數(shù)量的增長和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人類已把海洋作為生存和發(fā)展的新領(lǐng)域，海洋的開發(fā)與利用已經(jīng)成為決定一個(gè)國家興衰的基本因素之一，從而使水下機(jī)器人具有更加廣闊的應(yīng)用前景。水下機(jī)器人設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的復(fù)雜工程，技術(shù)密集度高，是公認(rèn)的高科技。他的研制水平體現(xiàn)了一個(gè)國家的綜合技術(shù)力量。

水下機(jī)器人一般可以分為兩大類：一類是有纜水下機(jī)器人，習(xí)慣稱為遙控潛水器(Remote?Operated?Vehicle，簡稱ROV)；另一類是無纜水下機(jī)器人，習(xí)慣稱為自治潛水器(Autonomous?Underwater?Vehicle，簡稱AUV)。此外，按使用的目的分，有水下調(diào)查機(jī)器人(觀測、測量、試驗(yàn)材料的收集等)和水下作業(yè)機(jī)器人(水下焊接、擰管子、水下建筑、水下切割等作業(yè))；按活動(dòng)場所分，有海底機(jī)器人和水中機(jī)器人。

但是，無論水下機(jī)器人工作在哪一種應(yīng)用領(lǐng)域，水下機(jī)器人的定位對操控方來說，非常重要，同時(shí)水下機(jī)器人在遇到水下目標(biāo)時(shí)，對水下目標(biāo)類型的判斷也相當(dāng)關(guān)鍵。水下機(jī)器人的定位信息能夠幫助操控方了解水下機(jī)器人的工作進(jìn)度，從而對當(dāng)前的工作進(jìn)展和未來的工作安排有一個(gè)提前判斷，水下目標(biāo)類型的判斷能夠幫助操控方了解水下狀況，從而確定是否尋找到期望目標(biāo)。但是，由于水下無線傳輸?shù)木窒扌裕珿PS信號(hào)無法傳送到水下，現(xiàn)有技術(shù)中缺少水下機(jī)器人定位的有效手段，更缺少將水下機(jī)器人定位和水下目標(biāo)類型判斷有機(jī)結(jié)合的智能化控制系統(tǒng)。

因此，需要一種水下目標(biāo)定位方法，幫助水下機(jī)器人的操控方及時(shí)了解到水下機(jī)器人的GPS位置，實(shí)現(xiàn)對水下機(jī)器人的定位，還能對遇到的物體實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)類型，為操控方提供更多有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種水下目標(biāo)定位方法，引入浮標(biāo)子系統(tǒng)、聲吶子系統(tǒng)、目標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)，將浮標(biāo)子系統(tǒng)與控制子系統(tǒng)通過有線電纜連接，并在浮標(biāo)子系統(tǒng)上安裝太陽能供電設(shè)備，用于為所述目標(biāo)定位識(shí)別系統(tǒng)供電，另外，基于浮標(biāo)GPS位置、浮標(biāo)與水下機(jī)器人相對位置和目標(biāo)與水下機(jī)器人的相對距離確定水下目標(biāo)GPS位置，以及通過攝像裝置和圖像處理裝置完成對目標(biāo)類型的圖像識(shí)別，使得水下機(jī)器人控制系統(tǒng)得到進(jìn)一步的完善。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種水下目標(biāo)定位方法，該方法包括：1)提供水下機(jī)器人目標(biāo)定位識(shí)別系統(tǒng)，所述目標(biāo)定位識(shí)別系統(tǒng)包括浮標(biāo)子系統(tǒng)、聲吶子系統(tǒng)、目標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)，所述浮標(biāo)子系統(tǒng)懸浮在水下機(jī)器人上方的水面上，所述目標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)、所述聲吶子系統(tǒng)和所述控制子系統(tǒng)設(shè)置在水下機(jī)器人上，所述浮標(biāo)子系統(tǒng)用于確定浮標(biāo)GPS位置，所述聲吶子系統(tǒng)用于確定浮標(biāo)距離水下機(jī)器人的浮標(biāo)相對位置，所述目標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)用于確定水下目標(biāo)類型，并用于確定水下目標(biāo)距離水下機(jī)器人的目標(biāo)相對距離，所述控制子系統(tǒng)根據(jù)所述浮標(biāo)GP?S位置、所述浮標(biāo)相對位置和所述目標(biāo)相對距離確定水下機(jī)器人GPS位置和水下目標(biāo)GPS位置；以及2)使用所述目標(biāo)定位識(shí)別系統(tǒng)來進(jìn)行定位。