[發明專利]一種定位水下機器人的方法、設備及存儲設備

在審

• 申請號: 201711334430.7
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108020815A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 丁華鋒;張雄偉;王靜婷
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01S5/28
• 分類號: G01S5/28;G01S19/45
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

1.一種定位水下機器人的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：根據浮漂上的GPS定位裝置，確定所述浮漂在世界坐標上的位置；

步驟2：水下機器人的主動聲吶發送聲波信號給所述浮漂；

步驟3：所述浮漂上的三個被動聲吶根據所述水下機器人的主動聲吶發送的聲波信號測出所述浮漂到所述水下機器人的直線距離；

步驟4：建立相對所述浮漂的坐標系，根據測出的所述浮漂到所述水下機器人的直線距離，計算出所述水下機器人相對于所述浮漂的位置；

步驟5：所述浮漂根據水下機器人相對于所述浮漂的位置，結合所述水下機器人在世界坐標系中的位置偏差，對水下機器人進行定位。

2.如權利要求1所述的一種定位水下機器人的方法，其特征在于：在步驟1中，所述浮漂位于水面上，包括浮漂GPS定位系統和被動聲吶測距系統。

3.如權利要求1所述的一種定位水下機器人的方法，其特征在于：在步驟3中，所述三個被動聲吶以均勻陣列的方式裝在浮漂中繼系統圓周上。

4.如權利要求1所述的一種定位水下機器人的方法，其特征在于：在步驟4中，相對所述浮漂的坐標系，是以其中一個被動聲吶為相對坐標系的原點，以平行于世界坐標的X軸建立X軸，平行于世界坐標系的Y軸建立Y軸。

5.如權利要求1所述的一種定位水下機器人的方法，其特征在于：在步驟5中，所述浮漂采用相對定位的方法定位水下機器人，具體過程為：所述浮漂上的GPS定位裝置，確定所述浮漂在世界坐標上的位置(x0,y0,z0)；以其中一個被動聲吶為相對坐標系的原點，以平行于世界坐標的X軸建立X軸，平行于世界坐標系的Y軸建立Y軸，建立相對于所述浮漂的坐標系；所述浮漂中繼系統圓周上的三個被動聲吶根據水下機器人的主動聲吶發送的聲波信號測出三個被動聲吶到水下機器人的直線距離L1、L2和L3；假定水下機器人的坐標為(x,y,z)，通過計算如方程組(1)所示的公式，可以得到水下機器人相對于所述浮漂的位置：

x 2 + y 2 + z 2 = l 1 2 ( x 2 - x ) 2 + ( y 2 - y ) 2 + z 2 = l 2 2 ( x 3 - x ) 2 + ( y 3 - y ) 2 + z 2 = l 3 2 x 2 = - x 3 y 2 = y 3 - - - ( 1 ) ]]>

其中，(x1,y1,z1)為原點處被動聲吶的坐標，(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)為剩余的兩個對稱被動聲吶的坐標。