[發(fā)明專利]一種遙控水面救生機器人冗余定位系統(tǒng)及定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910563151.0
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110333521A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹曉丹;陳小平;孫偉;梁琰;侯棟
• 申請（專利權(quán)）人: 中船電子科技（三亞）有限公司
• 主分類號: G01S19/03
• 分類號: G01S19/03;G01S19/45
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍

1.一種遙控救生機器人冗余定位系統(tǒng)，包括北斗定位模塊、GPS定位模塊、北斗通信模塊、無線通信模塊、北斗接收模塊、無線接收模塊、位置計算模塊和顯示模塊；其特征在于：

在遙控救生機器人中裝設(shè)有北斗定位模塊、GPS定位模塊、北斗通信模塊、無線通信模塊；

在遠程控制端裝有北斗接收模塊、無線接收模塊、位置計算模塊和顯示模塊；

所述北斗定位模塊和GPS定位模塊用于獨立獲取遙控救生機器人的位置信息；

所述北斗通信模塊將北斗定位模塊獲取的位置信息發(fā)送至遠程控制端的北斗接收模塊；

所述無線通信模塊將GPS定位模塊獲取的位置信息發(fā)送至遠程控制端的無線接收模塊；

位置計算模塊對北斗、無線雙通道接收到的位置信息進行融合計算，將經(jīng)融合計算后獲得的遙控救生機器人的位置信息發(fā)送至顯示模塊；

顯示模塊將獲取的位置經(jīng)緯度信息與GIS地圖進行映射，在地圖上顯示遙控救生機器人位置信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控救生機器人冗余定位系統(tǒng)，其特征在于：

在遠程控制端的北斗接收模塊能夠?qū)?yīng)接收多個遙控救生機器人中的北斗通信模塊所發(fā)送的遙控救生機器人的位置信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遙控救生機器人冗余定位系統(tǒng)，其特征在于：

在遠程控制端的無線接收模塊能夠?qū)?yīng)接收多個遙控救生機器人中的北斗通信模塊所發(fā)送的遙控救生機器人的位置信息。

4.一種遙控救生機器人冗余定位方法，在每一個遙控救生機器人中同時安裝北斗定位模塊、GPS定位模塊、北斗通信模塊、無線通信模塊，在遠程控制端安裝北斗接收模塊、無線接收模塊、位置計算模塊和顯示模塊；其特征在于，所述冗余定位方法包括以下步驟：

步驟1：北斗定位模塊和GPS定位模塊獨立獲取所屬遙控救生機器人的位置信息；

步驟2：北斗通信模塊將遙控救生機器人的位置信息上傳至北斗接收模塊，所述無線通信模塊將遙控救生機器人的位置信息上傳至無線接收模塊；

步驟3：位置計算模塊對北斗、無線雙通道接收到的位置信息進行融合計算；

步驟4：顯示模塊將獲取的位置經(jīng)緯度信息與GIS地圖進行映射，在地圖上顯示遙控救生機器人位置信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的遙控救生機器人冗余定位方法，其特征在于：

在步驟2中，在遠程控制端的北斗接收模塊對應(yīng)接收多個遙控救生機器人中的北斗通信模塊所發(fā)送的遙控救生機器人的位置信息離散數(shù)據(jù)；

在遠程控制端的無線接收模塊對應(yīng)接收多個遙控救生機器人中的北斗通信模塊所發(fā)送的遙控救生機器人的位置信息離散數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的遙控救生機器人冗余定位方法，其特征在于：

在步驟3中，北斗接收模塊和無線接收模塊接受位置信息后，分析出運動狀態(tài)量，得到運動狀態(tài)量后根據(jù)相關(guān)的融合計算邏輯分析出最終期望位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的遙控救生機器人冗余定位方法，其特征在于：

在步驟3中，按照以下方式將北斗、無線雙通道接收到的位置信息進行融合計算：

(1)北斗接收模塊和無線接收通信模塊在同一采集周期內(nèi)分別接收得到N組位置信息離散數(shù)據(jù)，位置計算模塊計算北斗接收模塊接收的N組位置信息離散數(shù)據(jù)平均值為北斗均值EX₁，計算無線接收通信模塊接收的N組位置信息離散數(shù)據(jù)平均值為無線均值EX₂，標準差分別為S₁和S₂，按照切比雪夫公式P{|X-EX|>＝ε，取ε為0.5；

(2)當北斗接收模塊得到的N組數(shù)據(jù)中與北斗均值EX₁相差1個S₁的數(shù)目不高于N/2；無線接收模塊得到的N組數(shù)據(jù)中與無線均值EX₂相差1個S₂數(shù)目高于N/2時，位置計算模塊采用北斗接收模塊的數(shù)據(jù)作為遙控救生機器人的位置信息；

(3)當無線接收模塊得到的N組數(shù)據(jù)中與無線均值EX₂相差1個S₁的數(shù)目不高于N/2；北斗接收模塊得到N組數(shù)據(jù)中與北斗均值EX₂相差1個S₂數(shù)目高于N/2時，位置計算模塊采用無線接收模塊得到的數(shù)據(jù)作為遙控救生機器人的位置信息；

(4)當無線接收模塊得到的N組數(shù)據(jù)中與無線均值EX₁相差1個S₁的數(shù)目不高于N/2；北斗接收模塊得到N組數(shù)據(jù)中與北斗均值EX₂相差1個S₂數(shù)目也不高于N/2時，按照如下公式(13)和(14)進行計算遙控救生機器人的位置信息：

X＝(X_北斗+X_無線通信)/2 (13)

Y＝(Y_北斗+Y_無線通信)/2 (14)

X、Y為融合計算后的遙控救生機器人在地心直角坐標系中的位置坐標，X_北斗、Y_北斗為北斗定位模塊獲得的遙控救生機器人位置坐標，X_無線通信、Y_無線通信為GPS定位模塊獲得的遙控救生機器人位置坐標。