[發(fā)明專利]一種水下機(jī)器人定位系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111281232.5
• 申請(qǐng)日: 2021-11-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114137542A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉福;馬保東;馬祥;江濤;陳靜;江先軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北白蓮河抽水蓄能有限公司;中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司七五0試驗(yàn)場(chǎng)
• 主分類號(hào): G01S15/06
• 分類號(hào): G01S15/06
• 代理公司: 昆明今威專利商標(biāo)代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

1.一種水下機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于，包括導(dǎo)引機(jī)、與所述導(dǎo)引機(jī)信號(hào)連接的水下機(jī)器人主控臺(tái)、與所述水下機(jī)器人主控臺(tái)通過(guò)臍帶纜連接的水下機(jī)器人、設(shè)置在所述水下機(jī)器人上的應(yīng)答機(jī)，所述應(yīng)答機(jī)包括發(fā)射換能器和測(cè)向換能器，所述導(dǎo)引機(jī)通過(guò)線纜與導(dǎo)引換能器連接，所述導(dǎo)引換能器位于水中，所述導(dǎo)引換能器分別與發(fā)射換能器、測(cè)向換能器通訊連接；當(dāng)所述臍帶纜完好時(shí)，所述系統(tǒng)處于同步模式，當(dāng)所述臍帶纜斷裂時(shí)，所述系統(tǒng)切換為應(yīng)答模式。

2.如權(quán)利要求1所述的水下機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)引機(jī)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、與所述單片機(jī)連接的信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)調(diào)理電路，所述單片機(jī)與水下機(jī)器人主控臺(tái)信號(hào)連接，所述信號(hào)產(chǎn)生電路和信號(hào)調(diào)理電路均與所述導(dǎo)引換能器信號(hào)連接。

3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下機(jī)器人定位系統(tǒng)的水下機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述方法包括：同步模式及應(yīng)答模式，其中

所述同步模式包括：

所述導(dǎo)引機(jī)按設(shè)定的周期通過(guò)所述水下機(jī)器人主控臺(tái)向水下機(jī)器人發(fā)送同步脈沖發(fā)射指令，并計(jì)時(shí)；

水下機(jī)器人接收到所述同步脈沖發(fā)射指令，將所述同步脈沖發(fā)射指令傳輸給所述發(fā)射換能器；

所述發(fā)射換能器接收到所述同步脈沖發(fā)射指令后，發(fā)射同步脈沖聲信號(hào)；

所述導(dǎo)引機(jī)通過(guò)所述導(dǎo)引換能器接收所述同步脈沖聲信號(hào)，并停止計(jì)時(shí)；

根據(jù)所述導(dǎo)引機(jī)發(fā)出同步脈沖發(fā)射指令與接收到同步脈沖聲信號(hào)的時(shí)間差確定所述水下機(jī)器人與導(dǎo)引換能器的距離；

當(dāng)所述臍帶纜斷裂時(shí)，水下機(jī)器人向應(yīng)答機(jī)發(fā)送應(yīng)答方式指令，應(yīng)答機(jī)切換為應(yīng)答模式；

所述應(yīng)答模式包括：

所述導(dǎo)引換能器根據(jù)導(dǎo)引機(jī)的指令不斷發(fā)出全向脈沖聲信號(hào)；

所述測(cè)向換能器接收所述導(dǎo)引換能器發(fā)出的脈沖聲信號(hào)，并將該脈沖聲信號(hào)發(fā)送給所述應(yīng)答機(jī)；

所述應(yīng)答機(jī)根據(jù)所述脈沖聲信號(hào)確定該脈沖聲信號(hào)的入射方向，并將所述入射方向發(fā)送給水下機(jī)器人；

所述水下機(jī)器人根據(jù)所述入射方向返航。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述水下機(jī)器人與導(dǎo)引換能器的距離D＝C×(T-t)

其中，C為聲音在水中的傳播速度；T為所述導(dǎo)引機(jī)發(fā)出同步脈沖發(fā)射指令與接收到同步脈沖聲信號(hào)的時(shí)間差；t為所述導(dǎo)引機(jī)發(fā)出同步脈沖發(fā)射指令到發(fā)射換能器發(fā)出同步脈沖聲信號(hào)的時(shí)延。