[發明專利]水下機器人智能輔助作業系統與方法

在審

• 申請號: 201810731207.4
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108983794A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 金莉萍;車利超;付斌
• 申請（專利權）人: 上海查派機器人科技有限公司
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種水下機器人智能輔助作業方法，其特征在于，包含以下步驟：

控制信號獲取步驟：獲取來自控制終端的控制指令；

監測信號獲取步驟：獲取來自傳感器的監測數據；

數據處理步驟：對監測數據進行卡爾曼濾波，獲得濾波數據；

執行指令生成步驟：根據濾波數據、控制指令以及設定的模糊規則，生成執行機構動作指令。

2.根據權利要求1所述的水下機器人智能輔助作業方法，其特征在于，所述控制指令包含以下任一個或任多個內容：定深模式控制指令、定向模式控制指令、定姿態控制指令；

執行機構動作指令包含垂直推進器動作指令和/或水平推進器動作指令；

所述控制信號獲取步驟包含以下任一個或任多個步驟：

--定深模式指令獲取步驟：獲取來自控制終端的定深模式控制指令；當獲取定深模式控制指令時，監測信號獲取步驟中獲取來自深度傳感器與慣性傳感器的監測數據，執行指令生成步驟中，生成垂直推進器動作指令；

--定向模式指令獲取步驟：獲取來自控制終端的定向模式控制指令；當獲取定向模式控制指令時，監測信號獲取步驟中獲取來自慣性傳感器的監測數據，執行指令生成步驟中，生成水平推進器動作指令；

--定姿態模式指令獲取步驟：獲取來自控制終端的定姿態模式控制指令；當獲取定姿態控制指令時，監測信號獲取步驟中獲取來自慣性傳感器的監測數據，執行指令生成步驟中，生成水平推進器動作指令與垂直推進器動作指令。

3.根據權利要求1所述的水下機器人智能輔助作業方法，其特征在于，所述模糊規則滿足：

h＝f(ΔH),(a≤ΔH＜b)

式中：h為執行機構動作指令對應的狀態參數調整值；

ΔH為控制指令對應的狀態參數目標值與濾波數據對應的狀態參數實際值的差值；

f(ΔH)為關于ΔH的模糊計算函數；

a、b為設定閾值；

所述狀態參數包含以下任一個或任多個參數：深度值、俯仰角、翻滾角、偏航角。

4.根據權利要求3所述的水下機器人智能輔助作業方法，其特征在于，還包含以下任一個或任多個步驟：

--閾值自調整步驟：根據評價指標，調整a和/或b；

--模糊函數自調整步驟：根據評價指標，調整f(ΔH)；

所述評價指標包含以下任一項或任多項內容：

--執行機構動作指令生成后的設定時間段內，所有濾波數據對應的狀態參數實際值的平均值與執行機構動作指令對應的狀態參數調整值的差值；

--執行機構動作指令生成后的設定時間段內，所有濾波數據對應的狀態參數實際值的方差；

--執行機構動作指令生成后，濾波數據對應的狀態參數實際值穩定在執行機構動作指令對應的狀態參數調整值設定范圍內所需的時間。

5.根據權利要求4所述的水下機器人智能輔助作業方法，其特征在于，還包含以下步驟：

云端數據收集步驟：獲取來自多個控制終端的自調整數據，所述自調整數據包含以下任一個或任多個內容：a、b、f(ΔH)；

預設值生成步驟：計算多個自調整數據的眾數或平均值，將所述眾數或平均值作為預設值；

報警步驟：當來自控制終端的自調整數據位于預設值的設定范圍之外時，生成報警信號。

6.一種水下機器人智能輔助作業系統，其特征在于，包含以下模塊：

控制信號獲取模塊：獲取來自控制終端的控制指令；

監測信號獲取模塊：獲取來自傳感器的監測數據；

數據處理模塊：對監測數據進行卡爾曼濾波，獲得濾波數據；

執行指令生成模塊：根據濾波數據、控制指令以及設定的模糊規則，生成執行機構動作指令。