[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

本發明提供了一種水下機器人智能輔助作業方法，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。相應地，本發明還提供了一種水下機器人智能輔助作業系統。本發明通過模糊算法，可以在一定范圍內減小整個系統的超調量，進而可以有效提高整個系統的反應速度以及控制精度，提高了智能化水平，避免因非專業人員操控機器對機器造成傷害的問題，同時也會使機器人操作更加簡單。

技術領域

本發明涉及水下機器人控制領域，具體地，涉及一種水下機器人智能輔助作業系統與方法。

背景技術

目前，隨著科技的發展，水下作業已經大多數由水下機器人進行完成，但是水下機器人的控制往往需要由專業人員完成，即使是受過訓練的專業人員有時也會由于誤操作而出現故障。另外，由于水下環境的不穩定性(例如不同方向水流的擾動)以及傳感器自身測量誤差的影響，水下機器人通常會出現過調整或者調整不足的情況，對工作的穩定性存在較大的影響。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種水下機器人智能輔助作業系統與方法。

根據本發明提供的水下機器人智能輔助作業方法，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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)；