[發明專利]一種自治水下機器人等平面水下編隊方法

在審

• 申請號: 202011082451.6
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112148023A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 李欣;朱大奇;陳琦;甘文洋;龐文
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 上?；ロ槍＠硎聞账?普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

1.一種自治水下機器人等平面水下編隊方法，其特征在于：

自治水下機器人編隊由至少2臺水下機器人組成，編隊內有1臺領航水下機器人，其余為跟隨水下機器人，各水下機器人保持相同速度運行在同一平面上，形成固定的等平面編隊隊形；

在編隊內，各個水下機器人之間的相對距離與相對角度是預先指定的，領航水下機器人最多可以有2個跟隨水下機器人，分別位于領航者的左右兩側；

若領航水下機器人只有右側1個跟隨者，根據領航水下機器人與跟隨水下機器人之間的預定的相對距離ρ_d與相對角度確定距離指標L_l和L_f，領航水下機器人與跟隨水下機器人根據距離指標分別用激光發射器標定點P_A1和P_A2；

領航水下機器人右側面使用2個或更多個藍綠激光發射器定位點P_A2；

右側跟隨水下機器人在前部使用4個或更多個藍綠激光發射器定位點P_A1，并利用水下高清攝像頭捕獲P_A2，通過執行器控制跟隨水下機器人運動，使P_A1跟隨并靠近P_A2，直到P_A1與P_A2重合，即編隊定位點P_A；

右側跟隨水下機器人在移動P_A1的過程中，使用激光束扇面作為輔助，以指定的激光扇面互相正交為準則，有以下幾種操作：

a.右側跟隨者后定位扇面與領航者后定位扇面相交，右側跟隨者應減速并向右側移動；

b.右側跟隨者后定位扇面與領航者前定位扇面相交，右側跟隨者應減速并向左側移動；

c.右側跟隨者前定位扇面與領航者后定位扇面相交，右側跟隨者應加速并向右側移動；

d.右側跟隨者前定位扇面與領航者后定位扇面相交，右側跟隨者應加速并向左側移動；

編隊定位點P_A形成以后，右側跟隨水下機器人與領航水下機器人可以形成固定的雙機編隊隊形；

若領航水下機器人只有左側1個跟隨者，左側跟隨水下機器人采用與右側水下機器人對稱的方式操作，可以形成一種固定的雙機編隊隊形；

若領航水下機器人有左右2個跟隨者，左右兩側跟隨水下機器人分別采用上述的方式操作，可以形成一種固定的三機編隊隊形；

領航者的左右2個跟隨水下機器人，如果有其它的跟隨水下機器人對其進行跟隨，則可以作為其它水下機器人的“領航者”，該“領航者”可有1個或2個跟隨者，分別位于其左右兩側；在此種情況下，除了在該“領航者”前部布置激光發射器外，還應在其機身左右兩側相應的位置布置激光發射器，從而可以作為其它跟隨水下機器人的領航者，再用上述方法形成固定編隊隊形；

以此類推，最后可以形成更大規模的等平面上的編隊；

ρ_d∈[0.5,10]米，度；

考慮到對編隊所占空間的需求和限制，以及由ρ_d和所定義的編隊內間隙的限制，編隊內跟隨者的數量不能無限增加，以編隊內各水下機器人不會互相碰撞干擾為準。