一种基于电缆段运动状态的水下机器人定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电缆段运动状态的水下机器人定位方法，包括以下步骤：选取连接水下机器人和船体的电缆任意一段作为研究对象，通过布置在电缆段两端节点的角度传感器获取电缆段两端节点切线方向与竖直向下方向的夹角，判断节点夹角符号是否相同，通过分段法和脊线法确定电缆段处于不同运动状态下在局部坐标系中的位置信息，再将各个电缆段在局部坐标系中的位置信息转换到全局坐标系中进行叠加获得水下机器人在全局坐标系中的位置信息。息。息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电缆段运动状态的水下机器人定位方法


[0001]本专利技术涉及水下定位技术，具体涉及一种基于电缆段运动状态的水下机器人定位方法。

技术介绍

[0002]水下机器人的定位不管是对于深海探测还是河湖清淤都起到至关重要的作用，及时获取水下机器人在水中的具体位置有利于水下机器人高效完成水下任务。目前用于水下机器人的定位主要有基于GPS的水下定位和水下声学定位，其中基于GPS的水下定位会随着时间的增长产生较大的累计误差，影响水下机器人的定位精度，无法进行长时间定位。而水下声学定位需要提前在水下布置基线，操作复杂，设备成本较高，且受噪声、水流等其他外界因素的影响，会降低定位精度，这限制了水下机器人在有外界噪声等因素干扰的环境中的应用。而现有基于缆绳形变监测的水下载具定位方法虽然提出对水下机器人所带缆绳的形状进行精确的监测，达到对其末端运载器进行定位的目的，减少了定位成本，且不受噪声水流等其他外界因素的影响，但201610121698.1一种可用于水下载具定位的缆绳的形变监测系统中提到的圆弧法理论并不符合缆绳在实际过程中产生的变形，在经过一系列的测量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电缆段运动状态的水下机器人定位方法，其特征在于：选取连接船体和水下机器人的电缆任意一段作为研究对象，以第i个电缆段为例，靠近船体一侧节点为局部坐标系原点，且电缆段在局部坐标系xoz平面内运动，通过电缆段两端布置的角度传感器和深度传感器获取局部坐标系下电缆段两端节点切向方向与竖直向下方向的夹角以及到水面的深度，规定节点夹角顺时针方向为正，逆时针方向为负，判断电缆段两端节点夹角符号是否相同，确定电缆段处于不同运动状态下在局部坐标系中的位置信息。2.根据权利要求1所述的一种基于电缆段运动状态的水下机器人定位方法，其特征在于：第i个电缆段两端节点夹角符号相同时，电缆段在局部坐标系中发生移动、偏转和弯曲，将电缆段的运动过程分成两个阶段，第一阶段电缆段发生移动和偏转，为刚体运动，则在局部坐标系中的位置为：其中：(x
′
i
,y
′
i
,z
′
i
)为第一阶段电缆段远离船体一侧节点在局部坐标系中的位置，l
i
为电缆段的长度；θ
i
为电缆段靠近船体一侧节点的夹角；第二阶段电缆段发生弯曲，由于电缆段弯曲产生的挠度由水流力q和电缆段远离船体一侧节点处受到的拖拽力F导致，且F与节点到水面的距离有关，节点到水面的距离越大，受到的拖拽力F越大，引入参数表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡德安，周行，韩旭，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：