[發明專利]一種水下物體定位裝置、定位系統及其定位方法

在審

• 申請號: 201910826139.4
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110488334A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 呂庭彥;陳榮敏;李陽;馮磊;陳永燦;張華
• 申請（專利權）人: 嘉陵江亭子口水利水電開發有限公司
• 主分類號: G01S19/45
• 分類號: G01S19/45
• 代理公司: 11463 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 郭斌莉<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種水下物體定位裝置、定位系統及其定位方法，涉及水下測量技術領域。該水下物體定位裝置包括控制模塊、浮標平臺、連接繩、傾角儀和水深傳感器。傾角儀固定安裝于浮標平臺上，連接繩的一端與傾角儀連接，另一端用于與水下物體連接，傾角儀用于測量連接繩的傾斜角度數據，且發送給控制模塊，水深傳感器用于安裝于水下物體上，以檢測水下物體的深度數據，且發送給控制模塊，控制模塊用于根據傾斜角度數據和深度數據計算得出水下物體相對于浮標平臺的三維坐標。與現有技術相比，本發明提供的水下物體定位裝置結構簡單，生產成本低，能夠在不改變周圍環境的情況下快速地對水下物體進行定位，方便快捷，測量精度高。

技術領域

本發明涉及水下測量技術領域，具體而言，涉及一種水下物體定位裝置、定位系統及其定位方法。

背景技術

高精度的水下聲學定位系統是許多高新技術的集成，是海洋調查和開發的基本設備,具有廣泛的用途。當前大多海洋工程,如海洋油氣開發、深海礦藏資源調查、海底光纜管線路由調查與維護等,需要聲學定位系統對水下拖體進行導航定位,如水下遙控機器人(ROV)以及水下無人機器人(UUV)、水下自動機器人(AUV)、聲納設備的水下拖魚等。

目前水下機器人的定位方法常使用長基線定位方法和短基線定位方法、長基線定位方法定位精度高，但設備龐大，布放過程復雜。短基線定位的設備和布放都要簡單，但精度不高。

有鑒于此，設計出一種簡易方便的水下物體定位裝置、定位系統及其定位方法特別是在水下定位技術中顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水下物體定位裝置，結構簡單，生產成本低，能夠在不改變周圍環境的情況下快速地對水下物體進行定位，方便快捷，測量精度高。

本發明的另一目的在于提供一種水下物體定位系統，穩定可靠，生產成本低，能夠在不改變周圍環境的情況下快速地對水下物體進行定位，方便快捷，測量精度高。

本發明的再一目的在于提供一種水下物體定位方法，操作簡單，容易實現，能夠在不改變周圍環境的情況下快速地對水下物體進行定位，方便快捷，測量精度高。

本發明是采用以下的技術方案來實現的。

一種水下物體定位裝置，用于測量水下物體的三維坐標，水下物體定位裝置包括控制模塊、浮標平臺、連接繩、傾角儀和水深傳感器，浮標平臺用于漂浮于水面上，傾角儀固定安裝于浮標平臺上，連接繩的一端與傾角儀連接，另一端用于與水下物體連接，傾角儀用于測量連接繩的傾斜角度數據，且發送給控制模塊，水深傳感器用于安裝于水下物體上，以檢測水下物體的深度數據，且發送給控制模塊，控制模塊用于根據傾斜角度數據和深度數據計算得出水下物體相對于浮標平臺的三維坐標。

進一步地，傾角儀包括第一傾角傳感模塊和第二傾角傳感模塊，第一傾角傳感模塊用于測量連接繩延伸方向與豎直方向之間的第一夾角，且發送給控制模塊，第二傾角傳感模塊用于測量連接繩延伸方向與正西方向之間的第二夾角，且發送給控制模塊。

進一步地，水下物體定位裝置還包括定位模塊，定位模塊安裝于浮標平臺上，用于測得浮標平臺相對于基站的三維坐標。

進一步地，定位模塊為差分GPS。

一種水下物體定位系統，包括基站和上述的水下物體定位裝置，水下物體定位裝置還包括定位模塊，定位模塊安裝于浮標平臺上，用于測得浮標平臺相對于基站的三維坐標，且發送給控制模塊，控制模塊用于根據水下物體相對于浮標平臺的三維坐標和浮標平臺相對于基站的三維坐標計算得出水下物體相對于基站的三維坐標。

一種水下物體定位方法，應用于上述的水下物體定位裝置，水下物體定位方法包括：利用水深傳感器測量水下物體的深度數據；利用傾角儀測量連接繩的傾斜角度數據；利用控制模塊根據水下物體的深度數據和連接繩的傾斜角度數據計算得出水下物體相對于浮標平臺的三維坐標。