[發明專利]一種觀測水下潛航器相對位置的裝置、方法和系統

在審

• 申請號: 201710536532.0
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107192983A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 張洵;習志平;李英燦;楊洋;周長根
• 申請（專利權）人: 深圳潛行創新科技有限公司
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18;G01S19/48;G01S19/49;G01S19/53;G01C21/16
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆

技術領域

本發明實施例涉及電子設備定位技術，尤其涉及一種觀測水下潛航器相對位置的裝置、方法和系統。

背景技術

水下潛航器在入水之后，操作者無法在水面上直觀觀察到水下潛航器所處位置和姿態，因此無法有效操作水下潛航器向預期位置運動。

由于無線電波信號不能夠在海水中傳播而聲波信號在水中具有很好的傳播特性，目前的技術均是在一定工作區域內部署多個聲波輔助定位裝置，形成定位網絡，然后計算目標物體與定位裝置間的距離，再將深度數據、角度數據融合進行計算，從而得到目標物體在定位網絡中的相對位置。

但是，現有技術中，基于聲波的得到相對位置的方法需要部署輔助設備、鎖定工作區域，集成度低且價格較高。

發明內容

本發明提供一種觀測水下潛航器相對位置的裝置、方法和系統，以實現操作者可以在水面上準確測量和觀察水下潛航器的相對位置，同時降低測量設備的價格和提高設備的集成度。

第一方面，本發明實施例提供了一種觀測水下潛航器相對位置的裝置，包括聲學測量模塊、定位模塊、慣性測量模塊和控制處理模塊，其中：

所述聲學測量模塊，用于檢測水下潛航器的位置，并輸出第一數據；

所述定位模塊，設置在浮標中繼上，用于確定浮標中繼的位置，并輸出第二數據；

所述慣性測量模塊，設置在水下潛航器上，用于檢測水下潛航器的運動狀態，并輸出第三數據；

所述控制處理模塊，與所述聲學測量模塊、所述慣性測量模塊和所述定位模塊的輸出端連接，用于接收所述第一數據、所述第二數據和所述第三數據，并對接收的數據進行處理，得到第一位置信息。

第二方面，本發明實施例提供了一種觀測水下潛航器相對位置的系統，包括通信模塊、交互控制模塊、顯示模塊和外部輸入模塊，還包括本發明任意實施例所提供的觀測水下潛航器相對位置的裝置；其中，

所述通信模塊，與所述控制處理模塊輸出端連接，用于接收所述水下潛航器的相對位置信息和姿態信息并輸出；

所述交互控制模塊，與所述顯示模塊輸入端連接，用于接收所述通信模塊輸出的相對位置信息和姿態信息，并傳輸至所述顯示模塊對所述水下潛航器的相對位置和/或姿態進行顯示；

所述交互控制模塊，還與所述外部輸入模塊連接，用于通過所述外部輸入模塊輸入控制指令，并將控制指令傳送到通信模塊，進一步傳送到所述控制處理模塊，通過所述控制處理模塊控制水下潛航器運動。

第三方面，本發明實施例提供了一種觀測水下潛航器相對位置的方法，應用于本發明任意實施例所提供的觀測水下潛航器相對位置的裝置，所述方法包括：

根據所述聲學測量模塊、所述定位模塊和所述慣性測量模塊分別獲取所述第一數據、所述第二數據和所述第三數據；

所述控制處理模塊接收所述第一數據、所述第二和所述第三數據，并通過所述數據融合單元對所述第一數據、所述第二數據和所述第三數據進行解算、融合校正和濾波處理，得到處理后的第一位置信息；其中，所述第一位置信息包括所述水下潛航器的相對位置信息和姿態信息。

本發明實施例所提供的觀測水下潛航器相對位置的裝置，解決了水下潛航器在入水之后，操作者無法在水面上直觀觀察到水下潛航器所處位置和姿態，無法有效操作水下潛航器向預期位置運動的問題，實現了準確和方便地顯示控制水下潛航器相對位置和姿態的效果。

附圖說明

圖1是本發明實施例一中觀測水下潛航器相對位置的裝置結構示意圖。

圖2是本發明實施例一中觀測水下潛航器相對位置的裝置的聲學測量模塊和定位模塊結構示意圖。

圖3a是本發明實施例一中觀測水下潛航器相對位置的裝置的慣性測量模塊結構示意圖。

圖3b是本發明實施例一中觀測水下潛航器相對位置的裝置的控制處理模塊結構示意圖。

圖4是本發明實施例二中觀測水下潛航器相對位置的系統結構示意圖。

圖5a是本發明實施例二中觀測水下潛航器相對位置的系統的通信方式結構示意圖。

圖5b是本發明實施例二中觀測水下潛航器相對位置的系統的通信方式結構示意圖。

圖5c是本發明實施例二中觀測水下潛航器相對位置的系統的通信方式結構示意圖。

圖6a是本發明實施例二中觀測水下潛航器相對位置的系統的2D圖形顯示相對位置的結構示意圖。

圖6b是本發明實施例二中觀測水下潛航器相對位置的系統的2D圖形顯示相對位置的結構示意圖。