[發(fā)明專利]一種自主機(jī)器人水下無線充電方法以及水下自主機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011292280.X
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112455267A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏志強(qiáng);殷波;江岳青;紀(jì)筱鵬;杜澤華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號: B60L53/38
• 分類號: B60L53/38;B60L53/12;B63C11/52
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 李會敬

本申請?zhí)峁┝艘环N自主機(jī)器人水下無線充電方法及水下自主機(jī)器人。所述自主機(jī)器人水下無線充電方法包括：獲取水下充電裝置位置，向水下充電裝置靠近；在距離水下充電裝置預(yù)定距離后，使用對準(zhǔn)激光接收組通過激光對準(zhǔn)的方式，調(diào)整自主機(jī)器人相對于水下充電裝置的姿態(tài)至第一姿態(tài)，并判斷在第一姿態(tài)下，自主機(jī)器人的對準(zhǔn)檢測激光接收器是否接受到水下充電裝置所傳遞的對準(zhǔn)檢測激光發(fā)送器所發(fā)出的激光信號，若是，則自主機(jī)器人與水下充電裝置對準(zhǔn)完成；使處于第一姿態(tài)下的自主機(jī)器人以當(dāng)前姿態(tài)向水下充電裝置靠近并進(jìn)行對接，對接完成后進(jìn)行充電。采用本申請的自主機(jī)器人水下無線充電方法方法更為簡單，成本低，且對自主機(jī)器人的技術(shù)要求低，計(jì)算量小。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于水下自主機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自主機(jī)器人水下無線充電方法、水下自主機(jī)器人以及水下自主機(jī)器人充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

自主式水下機(jī)器人(AUV)作為水面支持平臺和海底空間站以及深海長期觀測系統(tǒng)之間的重要紐帶，其水下對接技術(shù)一直以來都是國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。

由于自主式水下機(jī)器人(AUV)具有很好的機(jī)動性和大范圍的巡航能力等優(yōu)點(diǎn)，在水下觀測、制圖、定位和深海采樣中扮演著重要角色。

但由于近年來電池技術(shù)未得到大的發(fā)展，AUV自身所攜帶的能源有限，儀器功耗大，其在能源將要耗盡的時(shí)候需要及時(shí)回到母船補(bǔ)充能源，這就使得其在水下的作業(yè)范圍受到很大的限制，因此增加了AUV的使用成本。

為了提高AUV的工作效率和作業(yè)范圍，滿足海洋信息搜集和傳輸、海洋勘探和特種作戰(zhàn)等需求，需要研究AUV的水下對接技術(shù)。

AUV的水下對接是一種可以為AUV進(jìn)行能源補(bǔ)充以及水下數(shù)據(jù)上傳和任務(wù)下載的關(guān)鍵技術(shù)，對于建立三維海洋觀測系統(tǒng)至關(guān)重要。

現(xiàn)有技術(shù)中，AUV捕捉和導(dǎo)引技術(shù)可分為：聲學(xué)導(dǎo)引、視覺導(dǎo)引、電磁導(dǎo)引，任何一種單一的引導(dǎo)方式都有其不足：

1)聲學(xué)導(dǎo)引

聲學(xué)導(dǎo)引是目前水下最有效且常用的信息傳播載體，但存在信號延遲、噪聲干擾、近距離導(dǎo)引精度差。超短基線系統(tǒng)提供的精度往往較差，但可以形成一個(gè)緊湊小巧的聲基陣搭載于載體上，無需布放和標(biāo)校應(yīng)答器，同時(shí)可以布置在載體噪聲小的區(qū)域以減少干擾，適合于遠(yuǎn)距離導(dǎo)引。

2)視覺導(dǎo)引

通過攝像機(jī)獲取視覺圖像，根據(jù)圖像特征跟已知特征進(jìn)行比對從而得到相對位置信息。該技術(shù)定位精度高，但計(jì)算量大。

3)電磁導(dǎo)引

通過AUV上的電磁接收器和塢站上的電磁發(fā)射器來完成導(dǎo)引，其優(yōu)勢在于可以全方向傳播，但由于水的導(dǎo)電特性，傳播距離小于30m。

因此，希望有一種技術(shù)方案來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供了一種自主機(jī)器人水下無線充電方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個(gè)問題。

本申請的技術(shù)方案是：

一種自主機(jī)器人水下無線充電方法，用于與水下充電裝置進(jìn)行對接充電，其特征在于，所述自主機(jī)器人水下無線充電方法包括：

獲取所述水下充電裝置位置，并向所述水下充電裝置靠近；

在距離所述水下充電裝置預(yù)定距離后，使用對準(zhǔn)激光接收組通過激光對準(zhǔn)的方式，調(diào)整所述自主機(jī)器人相對于所述水下充電裝置的姿態(tài)至第一姿態(tài)，并判斷在第一姿態(tài)下，所述自主機(jī)器人的對準(zhǔn)檢測激光接收器是否接受到所述水下充電裝置所傳遞的對準(zhǔn)檢測激光發(fā)送器所發(fā)出的激光信號，若判斷為是，則所述自主機(jī)器人與所述水下充電裝置對準(zhǔn)完成；

使處于第一姿態(tài)下的所述自主機(jī)器人以當(dāng)前姿態(tài)向所述水下充電裝置靠近并進(jìn)行對接。