一种ROV悬停定位控制方法技术

本发明专利技术涉及水下机器人技术领域，具体来说是一种ROV悬停定位控制方法。本发明专利技术依托的ROV可以实时获得深度或高度、航向、北向位置和东向位置等信息，并具备前进/后退、左移/右移、左转/右转、上浮/下潜等运动能力。ROV进入悬停定位功能时，通过对深度或高度、航向、北向位置和东向位置等进行闭环算法获取4个控制量，并将获取的后2个控制量进行坐标变换，转换为ROV的前进/后退与左移/右移2个控制量，然后输入推力分配矩阵进行推力分配，从而获得各个推进器的控制量。本发明专利技术简单实用，使ROV具有较好的抗流能力，满足ROV海底作业时对悬停定位的需求。满足ROV海底作业时对悬停定位的需求。满足ROV海底作业时对悬停定位的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种ROV悬停定位控制方法


[0001]本专利技术涉及水下机器人的运动控制
，具体地说是一种基于ROV导航定位系统采集的定位信息以及ROV的运动能力，实现ROV悬停于水中，近似一动不动的控制方法。

技术介绍

[0002]海洋自然资源的挖掘、开采必将成为未来人类的重点开采方向。随着人类需求的不断提升，陆地自然资源的逐年开采，陆地上自然资源必将无法满足人类未来的需求，而除了陆地自然资源以外，还有大量自然矿物资源蕴藏于占地球表面积71％的海洋之中，这些自然资源将是人类未来生存能源供给的不二之选。我国是陆地大国，同时也是海洋大国，但我国对海洋资源的开发利用还处于初级阶段，面对日益严峻的资源紧缺和海洋主权维护，对海洋装备的发展就显得尤为迫切。
[0003]随着人类对海洋资源开发的不断深入以及各类水下机器人装备的开发应用，有缆遥控水下机器人(ROV)因其活动范围广、电源充足、负载量大、可操作强等自身特点，能够在水下完成观察、摄像、打捞和施工等作业，在海洋资源开发中得到了广泛的应用，其开发技术受到了各国的极大重视。目前国内的作业型ROV大多通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ROV悬停定位控制方法，其特征在于，通过推进器的旋转实现ROV悬停于水中，包括以下步骤：首先实时获取包含ROV的深度或高度、航向位置、北向位置和东向位置的导航定位信息；当ROV处于海底能够连续获得导航定位信息时，进入悬停定位控制；否则，放弃悬停定位控制；进入悬停定位控制后，以潜水器的北向位置、东向位置、高度或深度、航向位置的当前值为设定值，对潜水器的北向位置、东向位置、用于表示高度或深度的z向位置和用于表示航向角的ψ向角度四个自由度进行闭环控制，得到四个运动方向的闭环控制量；将北向位置和东向位置的闭环输出推力控制量进行坐标变换，得到以载体为参考的运动推力控制量，和其余两个闭环输出推力控制量一起进行运动推力分配，从而获取每个推进器的推力控制量；输出推力控制量给各推进器，控制各推进器旋转，从而完成前进/后退、左移/右移、左转/右转、上浮/下潜四个自由度的闭环运动，使ROV悬停于水中。2.根据权利要求1所述的一种ROV悬停定位控制方法，其特征在于，ROV的导航定位系统实时连续采集ROV的深度或高度、航向位置、东向位置和北向位置。3.根据权利要求1所述的一种ROV悬停定位控制方法，其特征在于ROV的前进/后退、左移/右移、左转/右转、上浮/下潜、左摇/右摇、俯艏/抬艏方向上的运动推力和各个推进器的输出推力对应关系如公式1所示：其中，T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7分别对应7个推进器的输出推力，F
x
、F
y
、F
z
分别对应前进/后退即沿x向、左移/右移即沿y向和上浮/下潜即沿z向三个方向上的运动推力，M
x
、M
y
、M
z
分别对应左摇/右摇即绕x向、俯艏/抬艏即绕y向和左转/右转即绕z向三个方向上的运动推力，α为水平布置各推进器的桨轴与潜水器纵向轴线即x向的夹角，采用45
°
，β为前部垂向布置的、左右对称的2台推进器相对于它们中心线的倾斜角度，采用20
°
，a、...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔胜国，张奇峰，冀萌凡，孔范东，张斌，齐心，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：