[發明專利]一種遙控無人潛航器水下定位方法及系統

在審

• 申請號: 202010309059.4
• 申請日: 2020-04-19
• 公開（公告）號: CN111427009A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 商志剛;楊豐茂;安妍妍;楚立鵬;付圣峰;張博
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司電子科學研究院
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22;G01S19/14;G01S19/33;G01C21/20;G05D1/10
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 于金平

1.一種遙控無人潛航器水下定位方法，其特征在于，包括：設置在遙控無人潛航器ROV上的聲信標、以及設置在水面平臺上的矢量水聽器和控制器；

所述聲信標在所述控制器的觸發下發射定位信號；

所述矢量水聽器監聽到所述定位信號后，根據所述定位信號獲取所述聲信標的聲壓和振速，并發送給所述控制器；

所述控制器根據所述矢量水聽器發送來的聲壓和振速、以及所述水面平臺的姿態信息確定所述ROV的位置信息。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根據所述定位信號獲取所述聲信標的聲壓和振速，包括：

根據所述定位信號獲取所述聲信標的聲壓和三維方向上的振速；

所述控制器根據所述矢量水聽器發送來的聲壓和振速、以及所述水面平臺的姿態信息確定所述ROV的位置信息，包括：

所述控制器將所述聲壓和所述三維方向上的振速轉換為聲壓數字信號和三維方向上的振速數字信號，并對所述聲壓數字信號和所述三維方向上的振速數字信號進行預處理和自由場補償后，基于補償后的聲壓數字信號、三維方向上的振速數字信號，以及所述水面平臺的姿態信息確定所述ROV的位置信息。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于補償后的聲壓數字信號、三維方向上的振速數字信號，以及所述水面平臺的姿態信息得到所述ROV的位置信息，包括：

根據補償后的聲壓數字信號確定時延信息，并基于所述時延信息確定所述矢量水聽器與所述聲信標之間的距離信息；

根據補償后的三維方向上的振速數字信號，通過測向算法計算所述聲信標相對于所述矢量水聽器的方位信息；

根據所述距離信息、所述方位信息以及所述水面平臺的姿態信息確定所述ROV的位置信息。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，根據所述距離信息、所述方位信息以及所述水面平臺的姿態信息確定所述ROV的位置信息，包括：

根據所述距離信息、所述方位信息以及所述水面平臺的姿態信息解算出所述ROV相對于水面平臺的位置；

獲取所述水面平臺的位置，根據所述ROV相對于水面平臺的位置，以及所述水面平臺的位置，計算所述所述ROV的位置。

5.一種遙控無人潛航器水下定位系統，其特征在于，包括：設置在遙控無人潛航器ROV上的聲信標、以及設置在水面平臺上的矢量水聽器和控制器；

所述聲信標，用于在所述控制器的觸發下發射定位信號；

所述矢量水聽器，用于監聽到所述定位信號后，根據所述定位信號獲取所述聲信標的聲壓和振速，并發送給所述控制器；

所述控制器，用于根據所述矢量水聽器發送來的聲壓和振速、以及所述水面平臺的姿態信息確定所述ROV的位置信息。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，

所述矢量水聽器還用于，根據所述定位信號獲取所述聲信標的聲壓和三維方向上的振速；

所述控制器進一步包括：

信號預處理模塊，用于將所述聲壓和所述三維方向上的振速轉換為聲壓數字信號和三維方向上的振速數字信號，并對所述聲壓數字信號和所述三維方向上的振速數字信號進行預處理和自由場補償；

處理模塊，用于基于所述信號預處理模塊補償后的聲壓數字信號、三維方向上的振速數字信號，以及所述水面平臺的姿態信息確定所述ROV的位置信息。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，

所述處理模塊還用于，根據補償后的聲壓數字信號確定時延信息，并基于所述時延信息確定所述矢量水聽器與所述聲信標之間的距離信息；根據補償后的三維方向上的振速數字信號，通過測向算法計算所述聲信標相對于所述矢量水聽器的方位信息；根據所述距離信息、所述方位信息以及所述水面平臺的姿態信息確定所述ROV的位置信息。