一种水下机器人三维姿态的计算方法及终端技术
【技术实现步骤摘要】
一种水下机器人三维姿态的计算方法及终端
本专利技术涉及水下机器人
，尤其涉及一种水下机器人三维姿态的计算方法及终端。
技术介绍
水下机器人，它搭载上声呐、激光测距、检测仪器等设备后就可以对于水下工程、桥梁大坝、环保、石油、化工、核电、海洋科考及军事方面提供勘测数据服务，在社会生活领域，在水下拍摄、珊瑚岛礁潜水、沉船考古以及电视台的水下拍摄等方面提供影像服务。目前对水下机器人的控制，主要采用的是手动控制与自动控制两类。对于设备昂贵且水下环境较为复杂的水下机器人来说，采用交互操作的方式进行机器人控制，是其操作的主要方式。然而，由于水下机器人下水后不能直接观测，只能通过其搭载的摄像头、声呐、激光、陀螺仪等等设备进行周围环境与自身状态的感知。由于水下光照环境不佳，且参照物不明，直接利用搭载的摄像机进行位置判断与交互操作较为困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：本专利技术提供了一种水下机器人三维姿态的计算方法及终端，解决了利用水下机器人直接搭载的摄像机进行位置判断与交互操作较为困难的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种水下机器人三维姿态的计算方...
【技术保护点】
一种水下机器人三维姿态的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立水下机器人的三维模型，以及水下机器人所在的水下运动空间的三维空间模型；S2：获取所述水下机器人的三轴角速度信息及三轴角加速度信息；S3：根据所述水下机器人的三轴角速度信息及三轴角加速度信息，通过互补滤波算法，计算得到所述水下机器人的三轴旋转角信息；S4：根据水下机器人的位置信息及三轴旋转角信息，更新所述三维模型在所述三维空间模型中的位置及姿态信息；S5：每隔预设第一时间间隔重复执行步骤S2至S4。
【技术特征摘要】
1.一种水下机器人三维姿态的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立水下机器人的三维模型，以及水下机器人所在的水下运动空间的三维空间模型；S2：获取所述水下机器人的三轴角速度信息及三轴角加速度信息；S3：根据所述水下机器人的三轴角速度信息及三轴角加速度信息，通过互补滤波算法，计算得到所述水下机器人的三轴旋转角信息；S4：根据水下机器人的位置信息及三轴旋转角信息，更新所述三维模型在所述三维空间模型中的位置及姿态信息；S5：每隔预设第一时间间隔重复执行步骤S2至S4。2.根据权利要求1所述的一种水下机器人三维姿态的计算方法，其特征在于，所述S2具体为：通过陀螺仪获取水下机器人的三轴角速度信息；通过三轴加速度计获取水下机器人的三轴角加速度信息。3.根据权利要求1所述的一种水下机器人三维姿态的计算方法，其特征在于，所述S3和S4之间还包括：获取水下机器人的电缆线相对于预设第一浮标的第一距离；获取水下机器人的电缆线相对于预设第二浮标的第二距离；获取水下机器人的电缆线相对于操作者的第三距离；根据所述第一距离、第二距离和第三距离，通过三点定位原理，得到所述水下机器相对于操作者的相对位置信息；根据所述相对位置信息及操作者所处位置的GPS信息，得到所水下机器人的位置信息。4.根据权利要求1所述的一种水下机器人三维姿态的计算方法，其特征在于，所述S3具体为：所述三轴角速度信息包括三个方向多个的瞬时角加速度值，根据每一个方向对应的角瞬时加速度值，计算得到每一个方向的加速度平均值；所述三轴角速度信息包括三个方向多个的角速度，根据每一个方向对应的角速度，计算得到每一个方向的角速度函数；分别将每一个方向的加速度平均值与对应的角速度函数通过预设的互补滤波公式，计算得到三轴旋转角信息，所述三轴旋转角信息包括三个方向对应的旋转角；所述互补滤波公式具体为：其中θ为旋转角，acc为加速度平均值，g为重力加速度，θ0为预设角度常数，A、G分别为加速度权值和角速度权值，且A+G＝1，w为角速度函数，t为所述第一时间间隔。5.根据权利要求1所述的一种水下机器人三维姿态的计算方法，其特征在于，“分别将每一个方向的加速度平均值与对应的角速度函数通过预设的互补滤波公式，计算得到三轴旋转角信息”具体为：根据所述互补滤波公式，构建对应的四元数方程、欧拉变换公式或矩阵变换式；根据每一个方向的加速度平均值与对应的角速度函数，通过所述四元数方程、欧拉变换公式或矩阵变换式计算得到三轴旋转角信息。6.一种水下机器人三维姿态的计算终端，包括存储...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏芃，吴献，王大昕，施凤娟，苏峻禾，周钧杰，
申请(专利权)人：福建海图智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35
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