[發(fā)明專利]一種水下探測器及其環(huán)邊避障方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110480581.3
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113311848B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永林;吳夢宇;浦珺妍;王丹;張博文;劉超;劉宇;秦雙發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種水下探測器的環(huán)邊避障方法，該水下探測器包括主機艙(1)、控制艙(3)和尾鰭(4)，所述主機艙(1)前方攝像頭(102)下設(shè)有左、中、右三個紅外測距傳感器(103)，分別對左前方，正前方和右前方的扇形區(qū)域探測；所述主機艙(1)內(nèi)還設(shè)有重心調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)探測器姿態(tài)調(diào)節(jié)探測器的重心；所述控制艙(3)根據(jù)紅外探測結(jié)果控制尾鰭(4)擺動；其特征在于，該環(huán)邊避障方法包括以下步驟：

a)探測器的初始貼邊標(biāo)志位為0，于水中向前直游；

b)根據(jù)紅外測距傳感器反饋測距結(jié)果，判斷行進(jìn)方向上有無障礙物或到達(dá)邊界；

c)若判定存在障礙物或到達(dá)邊界，切換探測器行動狀態(tài)為避障狀態(tài)，貼邊標(biāo)志位從0切換為1，根據(jù)障礙物距離與模糊控制規(guī)則計算應(yīng)減小的速度和轉(zhuǎn)向角度并控制探測器減速并右轉(zhuǎn)，當(dāng)左側(cè)紅外測距傳感器檢測到障礙物或邊界距離大于避障警戒值L時，切換探測器行動狀態(tài)為貼邊巡游狀態(tài)，貼邊標(biāo)志位從1切換為0，根據(jù)左側(cè)紅外測量結(jié)果與模糊控制規(guī)則計算探測器轉(zhuǎn)向角度并控制探測器向左偏轉(zhuǎn)，貼邊巡游；

所述減速的算法為：

其中，V為避障前探測器的速度，V₁為轉(zhuǎn)彎時探測器的速度，L1,L2,L3分別為左、中、右紅外測距傳感器所測距離障礙物或邊界的距離；

所述轉(zhuǎn)向角度的算法為：

其中，Q₁為探測器右偏角度，Q₂為探測器左偏角度，設(shè)定尾鰭擺動的幅度范圍為0-180°，對應(yīng)弧度為0-π；

d)若判定無障礙物或未到達(dá)邊界，則探測器保持貼邊巡游狀態(tài)并加速直游。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)邊避障方法，其特征在于，所述主機艙(1)的底部還設(shè)有壓力傳感器(104)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)邊避障方法，其特征在于，所述主機艙(1)還包括信號傳輸天線(101)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)邊避障方法，其特征在于，所述紅外測距傳感器(103)探測距離為傳感器前方7-40cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)邊避障方法，其特征在于，所述貼邊標(biāo)志位為0時，探測器向前加速直游，貼邊標(biāo)志位為1時，探測器執(zhí)行左貼邊行為。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)邊避障方法，其特征在于，步驟c中，所述避障狀態(tài)切換為貼邊巡游狀態(tài)過程中，探測器向左傾角固定為30°。