[發(fā)明專利]一種多個自主式水下航行器協同作業(yè)防碰撞方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110755754.8
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113486445B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳路;肖志偉;朱小龍;楊睿;張金
• 申請（專利權）人: 湖南國天電子科技有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;B63B43/18;G06F111/10
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 伍志祥

1.一種多個自主式水下航行器協同作業(yè)防碰撞方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：選取多個自主式水下航行器中的任意兩個自主式水下航行器，作為第一水下航行器和第二水下航行器；

S2：簡化所述自主式水下航行器的形狀，將所述自主式水下航行器的首部和尾部簡化為半球體；確定第一水下航行器首部球心的坐標O_A為( x_A,y_A,z_A)、第一水下航行器尾部球心的坐標O_C為(x_C,y_C,z_C)、第二水下航行器首部球心的坐標O_B為(x_B,y_B,z_B)、第二水下航行器尾部球心的坐標O_D為(x_D,y_D,z_D)；令第一水下航行器首部和尾部的半球體半徑均為r₁，第二水下航行器首部和尾部的半球體半徑均為r₂；

S3：計算第一水下航行器的首部球心與第二水下航行器的首部球心和尾部球心的距離：D_AB、D_AD；并計算第一水下航行器的尾部球心與第二水下航行器的首部球心和尾部球心的距離：D_CB、D_CD；

S4：根據所述步驟S3得到的D_AB、D_AD、D_CD、D_CB，計算第一水下航行器首部球體與第二水下航行器首部和尾部間的距離：ΔAB、ΔAD，并計算第一水下航行器尾部球體與第二水下航行器首部和尾部間的距離：ΔCB、ΔCD；

S5：將所述S4步驟得到的ΔAB、ΔAD、ΔCB、ΔCD與防碰撞安全系數值比較，若小于所述防碰撞安全系數值，則水面控制站通過水聲通信發(fā)射器向第一水下航行器和第二水下航行器發(fā)出信號，調整兩個水下航行器的航向，避免碰撞，若大于所述防碰撞安全系數值，則進一步計算第一水下航行器和第二水下航行器軀體間軸線間最小距離d_min；所述防碰撞安全系數值為10米；

S6：根據所述S5步驟計算得到的第一水下航行器和第二水下航行器軀體間軸線間最小距離d_min，計算得到第一水下航行器和第二水下航行器膠囊體之間的最小距離Δ_CC，Δ_CC＝d_min-r₁-r₂，將所述Δ_CC與所述防碰撞安全系數值相比較，若小于所述防碰撞安全系數值，則水面控制站繼續(xù)通過水聲通信發(fā)射器向第一水下航行器和第二水下航行器發(fā)出信號，調整兩個水下航行器的航向；若大于所述防碰撞安全系數值，則水面控制站繼續(xù)通過水聲通信發(fā)射器向第一水下航行器和第二水下航行器繼續(xù)保持現有航向航行；

S7：繼續(xù)選擇多個自主式水下航行器剩余其他的水下航行器中的任意兩個重復所述步驟S1-S6，避免所有的自主式水下航行器在航行中碰撞情況的發(fā)生。

2.根據權利要求1所述的一種多個自主式水下航行器協同作業(yè)防碰撞方法，其特征在于，所述S3步驟計算D_AB、D_AD、D_CD、D_CB的計算公式為：

3.根據權利要求1所述的一種多個自主式水下航行器協同作業(yè)防碰撞方法，其特征在于，所述S4步驟計算ΔAB、ΔAD、ΔCB、ΔCD的計算公式為：

ΔAB＝D_AB-r₁-r₂；ΔAD＝D_AD-r₁-r₂；ΔCB＝D_CB-r₁-r₂；ΔCD＝D_CD-r₁-r₂。