[發(fā)明專利]一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310182716.7
• 申請(qǐng)日: 2023-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115848606A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李傳順;楊悅;楊剛;石豐登;石學(xué)法
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 自然資源部第一海洋研究所
• 主分類號(hào): B63G8/00
• 分類號(hào): B63G8/00;B63C11/52
• 代理公司: 北京信宇創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 16121
• 代理人: 汪學(xué)品

1.一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括駐留塢站和AUV本體：

駐留塢站，所述駐留塢站集成在深海基站上，其包括用于為AUV本體充電的充電系統(tǒng)、用于進(jìn)行信息傳輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)、用于引導(dǎo)AUV本體與駐留塢站對(duì)接的引導(dǎo)系統(tǒng)、用于檢測(cè)AUV本體充電以及硬件情況的檢測(cè)模塊和用于執(zhí)行控制操作的控制系統(tǒng)；

AUV本體，所述AUV本體用于進(jìn)行深海探測(cè)作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述充電系統(tǒng)采用無(wú)線充電裝置，充電功率不小于4 KW。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸系統(tǒng)包括采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸裝置，且傳輸速率不小于20 Mbps。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括：

定位通訊基陣，用于進(jìn)行聲引導(dǎo)；

引導(dǎo)燈，用于進(jìn)行補(bǔ)光；

物理導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，用于提供方向引導(dǎo)；

磁力鎖緊裝置，用于固定AUV本體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述AUV本體包括：

載體系統(tǒng)，包括艙體、浮力材料和框架；

控制與導(dǎo)航系統(tǒng)，包括自動(dòng)駕駛單元、無(wú)線數(shù)據(jù)模塊、無(wú)線充電模塊，所述無(wú)線數(shù)據(jù)模塊和無(wú)線充電模塊分IE與駐留塢站對(duì)接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和充電使用；

探測(cè)荷載，包括相控陣聲吶、照相機(jī)和CTD渾濁度探測(cè)模塊；

引導(dǎo)模塊，用于引導(dǎo)AUV進(jìn)入駐留塢站。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述引導(dǎo)模塊包括：

慣性引導(dǎo)模塊，用于對(duì)AUV本體提供慣性引導(dǎo)；

聲學(xué)引導(dǎo)模塊，用于接收定位通訊基陣發(fā)出的聲信號(hào)實(shí)現(xiàn)聲學(xué)引導(dǎo)；

雙目視覺(jué)引導(dǎo)模塊，用于進(jìn)行雙目視覺(jué)引導(dǎo)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述AUV本體還包括動(dòng)力系統(tǒng)，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括：

浮潛模塊，用于實(shí)現(xiàn)AUV的浮潛；

推進(jìn)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)AUV的運(yùn)動(dòng)。

8.一種基于權(quán)利要求1-7所述的深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S100,海底著陸點(diǎn)搜索，通過(guò)水面支持系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃、設(shè)備檢查，并布放AUV，建立著陸點(diǎn)選取標(biāo)準(zhǔn)，接著通過(guò)AUV進(jìn)行地形地貌特征提取和異物識(shí)別，然后依照選取標(biāo)準(zhǔn)搜索著陸點(diǎn)并選取;

步驟S200，在海底軟著陸，檢測(cè)海流方向，接著進(jìn)行著底過(guò)程艏向?qū)б缓笠罁?jù)洋流方向控制軟著陸姿態(tài);

步驟S300, 海底長(zhǎng)期駐留探測(cè)，在需要補(bǔ)給的時(shí)候返回駐留塢站補(bǔ)給并進(jìn)行信息交互，將信息傳送給水面支持系統(tǒng)，在補(bǔ)給結(jié)束后返回步驟S100,進(jìn)行下一輪檢測(cè)，同時(shí)通過(guò)AUV多次采集著陸信息建立著陸評(píng)估數(shù)據(jù)集、接著依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行著陸穩(wěn)定性評(píng)估，并建立沉陷預(yù)警和調(diào)整機(jī)制。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S300中，駐留補(bǔ)給流程如下：

步驟S310，首先AUV本體進(jìn)行水面下潛到駐留塢站駐留，其中所述AUV本體可在駐留塢站長(zhǎng)期駐留，在駐留期間，即出站前，AUV本體在駐留塢站中進(jìn)行休眠充電，即將出發(fā)的時(shí)候喚醒AUV，并同步進(jìn)行硬件檢測(cè)，確定檢測(cè)無(wú)誤之后駛出駐留塢站；

步驟S320，在出駐留塢站時(shí)，首先定點(diǎn)移動(dòng)到使命初始點(diǎn)，其中初始點(diǎn)以駐留塢站為基礎(chǔ)參照點(diǎn)選取；

步驟S330，出駐留塢站后，AUV本體執(zhí)行探測(cè)任務(wù)，并在執(zhí)行完探測(cè)任務(wù)后通過(guò)雙目視覺(jué)AUV相對(duì)塢站姿位估計(jì)并結(jié)合擾動(dòng)補(bǔ)償信息輔助AUV本體與駐留塢站對(duì)接，對(duì)接后進(jìn)行無(wú)線充電和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，并駐留，等待下一次指令駛出駐留塢站。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種深海長(zhǎng)期駐留式AUV探測(cè)方法，其特征在于，所述雙目視覺(jué)AUV相對(duì)塢站姿位估計(jì)結(jié)合了慣性引導(dǎo)、聲學(xué)引導(dǎo)以及雙目視覺(jué)引導(dǎo)三種方式來(lái)估計(jì)AUV和駐留塢站相對(duì)位置；所述擾動(dòng)補(bǔ)償信息通過(guò)分析洋流以及其他外力因素對(duì)AUV本體航行影響來(lái)提供擾動(dòng)補(bǔ)償。