一种水下路障躲避方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及水下机器人技术领域，提供了一种水下路障躲避方法和系统。其中方法包括水下机器人确定当前的位置信息，并向服务端发送携带位置信息的地理模块请求；水下机器人根据获取到的一个或者多个地理模块，生成避让策略；水下机器人根据其行径方向和实时的位置信息，判断当前所满足的阈值信息，并采取对应该阈值信息的避让动作。本发明专利技术实施例提出了一种基于地理模块的路障预判断，并根据判断执行避让动作的方法和系统。按照水下机器人的传感检测特性将工作海域分成诸多地理模块，从而能够在确定当前任务所对应的工作区域，给相应水下机器人发送相应的地理模块，减少了水下机器人对数据的分析总量，提高水下机器人的响应速率和工作的安全性。

Underwater roadblock avoidance method and system

The invention relates to the technical field of underwater robots, and provides an underwater roadblock avoidance method and system. The method includes determining the location information of the underwater robot, and geographic position information of the portable module to the server to send the request; underwater robot based on one or more access to the geographical module, generating underwater robot avoidance strategy; according to the position information of the track and real time, judge the current threshold information, and take on the threshold of information should avoid action. The embodiment of the invention provides a method and a system for judging a roadblock based on a geographical module and performing a avoidance action according to the judgment. According to the characteristics of underwater robot sensor detection will work waters into many geographic modules, in order to determine the working area corresponding to the current task, to the corresponding geographical module sends the corresponding underwater robot, reduce the total analysis of underwater robot of the data, improve the safety of underwater robot and the response rate and work.

【技术实现步骤摘要】
一种水下路障躲避方法和系统
本专利技术涉及水下机器人
，特别是涉及一种水下路障躲避方法和系统。
技术介绍
水下机器人可在高度危险环境、被污染环境以及零可见度的水域代替人工在水下长时间作业。其中，水下机器人上一般配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械臂等装置，能提供实时视频、声呐图像信息，并且能够使用机械臂抓起重物。水下机器人在安全搜救、管道检查、科研教学、水下娱乐、能源产业、考古、渔业等领域得到广泛应用。由于水下机器人工作环境的特殊性，即在水下工作且无人现场控制，对水下机器人的智能化要求比较高。而水下最有可能出现的事故为，水下机器人在运行过程中，与障碍物碰撞引起的事故，对水下机器人的结构造成严重损坏。现有技术中，水下机器人基本上能够检测到前方是否存在障碍物，并根据无线通信网络接收水上控制台的避让指令以完成障碍物避让，无法实现自动避让，更不能根据障碍物的具体情况制定不同的避让措施。在水下机器人的水下操作过程中，最常见的问题是，由于海下环境的复杂性，经常会遇到不同形状的障碍物，需要对这些障碍物进行有效的躲避，以保证水下工作的正常开展。当前的水下机器人都能识别到障碍物，但需要根据水上控制平台的控制指令才能完成躲避动作，而且躲避模式过于单一，有时甚至需要绕过很宽但其实很低的障碍物才能到达目的地。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的技术问题是如何提高水下机器人躲避路障的智能性和预判性。本专利技术实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种水下路障躲避方法，包括：水下机器人确定当前的位置信息，向服务端发送携带所述位置信息的地理模块请求；其中，所述地理模块为预设形状的单元，地理模块内部包含现实环境中相应区域的路障信息；水下机器人根据获取到的一个或者多个地理模块，生成避让策略；其中，所述避让策略包括一个或者多个阈值信息，以及对应各阈值信息的避让动作；水下机器人根据其行径方向和实时的位置信息，判断当前所满足的阈值信息，并采取对应该阈值信息的避让动作。可选的，当水下机器人的行径路线已经确认，则所述方法还包括：接收所述行径路线所覆盖的一个或者多个地理模块；其中，所述行径路线所覆盖的一个或者多个地理模块是由服务端在确认水下机器人的行径路线后，从数据库中查找得到。可选的，根据获取到的一个或者多个地理模块，生成避让策略，具体包括：根据获取到的一个或者多个地理模块，确定各地理模块中包含的路障信息；根据路障信息中路障类型、路障大小和路障结构，以及水下机器人自身的大小、性能参数和工作类型，生成避让策略；所述避让策略包括：浮起到指定高度后前进通过、下沉到指定高度后前进通过、绕道指定位置后通过中的一项或者多项避让动作；各避让动作对应各自的阈值信息，所述阈值信息作为执行所述避让动作的判断依据存储在所述水下机器人中，或者由所述水下机器人动态生成。可选的，所述地理模块由一个或者多个水下机器人在目标定位识别系统中工作得到，其中，系统中包括具有主动声呐功能的母船、至少一个具有被动声呐功能的浮标和所述水下机器人，所述水下机器人用于获取路障相对于水下机器人的第一位置信息和路障内容，并发送所述第一位置信息到母船；所述母船和浮标之间相差预设距离，母船用于获取所述浮标的第二位置信息；浮标中记录有母船声呐信号的相关参数，并将采集到的来自水下机器人的声呐反射信号反馈给母船；所述母船还用于根据自身的第三位置信息、浮标的第二位置信息、母船和浮标采集到的水下机器人的声呐反射信号，以及路障相对于水下机器人的第一位置信息，计算得到路障的定位信息；并根据所述路障的定位信息和路障内容，依据地理模块大小的设定，生成一个或者多个地理模块。可选的，所述方法还包括：若水下机器人在执行避让动作时，发生避让失败；回溯水下机器人的位置信息和执行避让动作对应的地理模块，确认阈值信息判断是否正确；若判断正确则根据所述水下机器人记录的环境信息更新对应的地理模块；若判断有误，则调整避让策略生成机制。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种水下路障躲避系统，系统中包括水下机器人和服务端包括：所述服务端用于存储地理模块，并在接收携带水下机器人位置信息的地理模块请求时，反馈对应的一个或者多个地理模块；其中，所述地理模块为预设形状的单元，地理模块内部包含现实环境中相应区域的路障信息；所述水下机器人，用于根据获取到的一个或者多个地理模块，生成避让策略；其中，所述避让策略包括一个或者多个阈值信息，以及对应各阈值信息的避让动作；水下机器人还用于根据其行径方向和实时的位置信息，判断当前所满足的阈值信息，并采取对应该阈值信息的避让动作。可选的，当水下机器人的行径路线已经确认，则所述系统还包括：服务端在确认水下机器人的行径路线后，从数据库中查找得到所述行径路线所覆盖的一个或者多个地理模块，并发送给水下机器人；所述水下机器人还用于接收所述行径路线所覆盖的一个或者多个地理模块。可选的，所述系统还包括具有主动声呐功能的母船、至少一个具有被动声呐功能的浮标，所述水下机器人还用于获取路障相对于水下机器人的第一位置信息和路障内容，并发送所述第一位置信息到母船；所述母船和浮标之间相差预设距离，母船用于获取所述浮标的第二位置信息；浮标中记录有母船声呐信号的相关参数，并将采集到的来自水下机器人的声呐反射信号反馈给母船；所述母船或服务端还用于根据自身的第三位置信息、浮标的第二位置信息、母船和浮标采集到的水下机器人的声呐反射信号，以及路障相对于水下机器人的第一位置信息，计算得到路障的定位信息；并根据所述路障的定位信息和路障内容，依据地理模块大小的设定，生成一个或者多个地理模块。可选的，所述服务端还用于统计水下机器人避让策略执行成功率，若水下机器人在执行避让动作时，发生避让失败；服务器还用于回溯水下机器人的位置信息和执行避让动作对应的地理模块，确认阈值信息判断是否正确；若判断正确则根据所述水下机器人记录的环境信息更新对应的地理模块；若判断有误，则调整水下机器人的避让策略生成机制。可选的，所述地理模块大小的是根据所述水下机器人所具备的传感设备在海中所能检测到的范围区域来设定的，其形状可以是正六边形、矩形或者是其它可以由所述检测到的范围区域裁剪出来，并可供完成拼接的图形。本专利技术实施例提出了一种基于地理模块的路障预判断，并根据判断执行避让动作的方法。该方法可以充分利用历史上水下机器人工作过程中的采集数据，并按照水下机器人的传感检测特性将工作海域分成诸多地理模块，从而能够在确定当前任务所对应的工作区域，给相应水下机器人发送相应的地理模块，有效的减少了水下机器人对数据的分析处理总量，并能提高水下机器人的响应速率和工作的安全性。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种水下路障躲避方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种地理模块生成原理示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种水下路障躲避方法流程图；图4是本专利技术实施例提供的一种水下路障躲避方法流程图；图5是本专利技术实施例提供的一种地理模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下路障躲避方法，其特征在于，包括：水下机器人确定当前的位置信息，向服务端发送携带所述位置信息的地理模块请求；其中，所述地理模块为预设形状的单元，地理模块内部包含现实环境中相应区域的路障信息；水下机器人根据获取到的一个或者多个地理模块，生成避让策略；其中，所述避让策略包括一个或者多个阈值信息，以及对应各阈值信息的避让动作；水下机器人根据其行径方向和实时的位置信息，判断当前所满足的阈值信息，并采取对应该阈值信息的避让动作。

【技术特征摘要】
1.一种水下路障躲避方法，其特征在于，包括：水下机器人确定当前的位置信息，向服务端发送携带所述位置信息的地理模块请求；其中，所述地理模块为预设形状的单元，地理模块内部包含现实环境中相应区域的路障信息；水下机器人根据获取到的一个或者多个地理模块，生成避让策略；其中，所述避让策略包括一个或者多个阈值信息，以及对应各阈值信息的避让动作；水下机器人根据其行径方向和实时的位置信息，判断当前所满足的阈值信息，并采取对应该阈值信息的避让动作。2.根据权利要求1所述的水下路障躲避方法，其特征在于，当水下机器人的行径路线已经确认，则所述方法还包括：接收所述行径路线所覆盖的一个或者多个地理模块；其中，所述行径路线所覆盖的一个或者多个地理模块是由服务端在确认水下机器人的行径路线后，从数据库中查找得到。3.根据权利要求1所述的水下路障躲避方法，其特征在于，根据获取到的一个或者多个地理模块，生成避让策略，具体包括：根据获取到的一个或者多个地理模块，确定各地理模块中包含的路障信息；根据路障信息中路障类型、路障大小和路障结构，以及水下机器人自身的大小、性能参数和工作类型，生成避让策略；所述避让策略包括：浮起到指定高度后前进通过、下沉到指定高度后前进通过、绕道指定位置后通过中的一项或者多项避让动作；各避让动作对应各自的阈值信息，所述阈值信息作为执行所述避让动作的判断依据存储在所述水下机器人中，或者由所述水下机器人动态生成。4.根据权利要求1-3任一所述的水下路障躲避方法，其特征在于，所述地理模块由一个或者多个水下机器人在目标定位识别系统中工作得到，其中，系统中包括具有主动声呐功能的母船、至少一个具有被动声呐功能的浮标和所述水下机器人，所述水下机器人用于获取路障相对于水下机器人的第一位置信息和路障内容，并发送所述第一位置信息到母船；所述母船和浮标之间相差预设距离，母船用于获取所述浮标的第二位置信息；浮标中记录有母船声呐信号的相关参数，并将采集到的来自水下机器人的声呐反射信号反馈给母船；所述母船还用于根据自身的第三位置信息、浮标的第二位置信息、母船和浮标采集到的水下机器人的声呐反射信号，以及路障相对于水下机器人的第一位置信息，计算得到路障的定位信息；并根据所述路障的定位信息和路障内容，依据地理模块大小的设定，生成一个或者多个地理模块。5.根据权利要求1-3任一所述的水下路障躲避方法，其特征在于，所述方法还包括：若水下机器人在执行避让动作时，发生避让失败；回溯水下机器人的位置信息和执行避让动作对应的地理模块，确认阈值信息判断是否正...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞，池晓阳，张保平，李刚，刘中凡，张良曦，张吉伟，
申请(专利权)人：大鹏高科武汉智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42