本发明专利技术涉及一种水面机器人的卡位检测和脱困方法及其装置，该方法，包括：获取水面机器人航行过程中的航行数据；对航行数据进行滤波处理，得到处理数据；判断处理数据中的加速度数据是否超过该运动状态下的对应值；若超过，判断速度数据是否低于当前油门的对应值；若低于，水面机器人出现卡位，触发脱困指令；检测得到水面机器人的卡位方向；得到虚拟障碍的绝对坐标，并得到卡位位置的绝对坐标；按照预定动作库水面机器人执行预定动作，以得到当前位置坐标；判断当前位置坐标与卡位位置的绝对坐标之间的距离值是否大于设定距离值；若是，水面机器人脱困成功。本发明专利技术可以检测水面机器人与障碍物的碰撞卡位，有效完成脱困，并实现后续的提前规避。的提前规避。的提前规避。
【技术实现步骤摘要】
一种水面机器人的卡位检测和脱困方法及其装置
[0001]本专利技术涉及水面机器人的卡位
，尤其是指一种水面机器人的卡位 检测和脱困方法及其装置。
技术介绍
[0002]近年来，随着无人驾驶技术的迅猛发展，无人驾驶市场不断增长，以无人 船为例，各种水面机器人逐渐被推广至水质检测、水面维护、桥梁检测、水体 测绘、海事搜救等多种作业场景下，用于辅助人们工作。无人船进行有效作业 的前提是要保证稳定的工作，一般无人驾驶传感器往往能有效探测到水面上的 环境信息进行有效避障，对于水下障碍无法实现有效探测与规避。大型船舶往 往会装备声呐进行水下探测，但此类传感器专业性强，价格昂贵，不利于小型 水面船舶使用。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水面机器人的卡位检测 和脱困方法及其装置。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种水面机器人的卡位检测和脱困方法，包括以下步骤：
[0006]获取水面机器人航行过程中的航行数据；
[0007]对航行数据进行滤波处理，以得到处理数据；
[0008]判断处理数据中的加速度数据是否超过该运动状态下的对应值；
[0009]若超过，则判断速度数据是否低于当前油门的对应值；
[0010]若低于，则水面机器人出现卡位，触发脱困指令；
[0011]根据脱困指令，检测得到水面机器人的卡位方向；
[0012]根据水面机器人的尺寸和卡位方向建立虚拟障碍坐标系，然后将虚拟障碍 从虚拟障碍坐标系变换到绝对坐标系下，以得到虚拟障碍的绝对坐标，并在卡 位时刻通过定位系统测量得到卡位位置的绝对坐标；
[0013]根据虚拟障碍的绝对坐标和卡位位置的绝对坐标，按照预定动作库水面机 器人执行预定动作，以得到当前位置坐标；
[0014]判断当前位置坐标与卡位位置的绝对坐标之间的距离值是否大于设定距 离值；
[0015]若是，则水面机器人脱困成功。
[0016]其进一步技术方案为：所述获取水面机器人航行过程中的航行数据步骤之 前，还包括：完成水面机器人的动力标定。
[0017]其进一步技术方案为：所述完成水面机器人的动力标定包括：设定特定的 航路段，使得船只完成设定动作，通过遥控或自主的方式使得船只依次完成所 述设定动作，同时利用船载惯导记录船只运行数据，对所述船只运行数据进行 数据清洗和低通滤波，以得到数据清洗结果，根据所述数据清洗结果得到船只 运动过程的稳态数据，然后更改控制油
门输入若干次，以得到最终标定表，即 船只动力标定。
[0018]其进一步技术方案为：所述对航行数据进行滤波处理，以得到处理数据步 骤中，对航行数据进行重力抵消和高频噪声滤波处理，以得到处理数据。
[0019]其进一步技术方案为：所述若是，则水面机器人脱困成功步骤之后，还包 括：当水面机器人后续航行时，实时检测当前位置与虚拟障碍的绝对坐标的距 离，若距离小于水面机器人长度的2
‑
3倍，且船艏正对虚拟障碍时则进行避障 操作。
[0020]一种水面机器人的卡位检测和脱困装置，包括：获取单元，处理单元，第 一判断单元，第二判断单元，触发单元，检测单元，建立单元，执行单元及第 三判断单元；
[0021]所述获取单元，用于获取水面机器人航行过程中的航行数据；
[0022]所述处理单元，用于对航行数据进行滤波处理，以得到处理数据；
[0023]所述第一判断单元，用于判断处理数据中的加速度数据是否超过该运动状 态下的对应值；
[0024]所述第二判断单元，用于判断速度数据是否低于当前油门的对应值；
[0025]所述触发单元，用于触发脱困指令；
[0026]所述检测单元，用于根据脱困指令，检测得到水面机器人的卡位方向；
[0027]所述建立单元，用于根据水面机器人的尺寸和卡位方向建立虚拟障碍坐标 系，然后将虚拟障碍从虚拟障碍坐标系变换到绝对坐标系下，以得到虚拟障碍 的绝对坐标，并在卡位时刻通过定位系统测量得到卡位位置的绝对坐标；
[0028]所述执行单元，用于根据虚拟障碍的绝对坐标和卡位位置的绝对坐标，按 照预定动作库水面机器人执行预定动作，以得到当前位置坐标；
[0029]所述第三判断单元，用于判断当前位置坐标与卡位位置的绝对坐标之间的 距离值是否大于设定距离值。
[0030]其进一步技术方案为：还包括：标定单元，用于完成水面机器人的动力标 定。
[0031]其进一步技术方案为：所述完成水面机器人的动力标定包括：设定特定的 航路段，使得船只完成设定动作，通过遥控或自主的方式使得船只依次完成所 述设定动作，同时利用船载惯导记录船只运行数据，对所述船只运行数据进行 数据清洗和低通滤波，以得到数据清洗结果，根据所述数据清洗结果得到船只 运动过程的稳态数据，然后更改控制油门输入若干次，以得到最终标定表，即 船只动力标定。
[0032]其进一步技术方案为：所述处理单元中，对航行数据进行重力抵消和高频 噪声滤波处理，以得到处理数据。
[0033]其进一步技术方案为：还包括：避障单元，用于当水面机器人后续航行时， 实时检测当前位置与虚拟障碍的绝对坐标的距离，若距离小于水面机器人长度 的2
‑
3倍，且船艏正对虚拟障碍时则进行避障操作。
[0034]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：可以有效检测水面机器人与障碍物 的碰撞卡位，有效完成脱困，并且当水面机器人下次行驶到此处时能提前预警 并绕开卡位点，并实现后续的提前规避。
[0035]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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 动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术实施例提供的一种水面机器人的卡位检测和脱困方法的流 程示意图；
[0038]图2为本专利技术实施例提供的水面机器人动力上升与时间对应的示意图；
[0039]图3为本专利技术实施例提供的一种水面机器人的卡位检测和脱困装置的示 意性框图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包 含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排 除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水面机器人的卡位检测和脱困方法，其特征在于，包括以下步骤：获取水面机器人航行过程中的航行数据；对航行数据进行滤波处理，以得到处理数据；判断处理数据中的加速度数据是否超过该运动状态下的对应值；若超过，则判断速度数据是否低于当前油门的对应值；若低于，则水面机器人出现卡位，触发脱困指令；根据脱困指令，检测得到水面机器人的卡位方向；根据水面机器人的尺寸和卡位方向建立虚拟障碍坐标系，然后将虚拟障碍从虚拟障碍坐标系变换到绝对坐标系下，以得到虚拟障碍的绝对坐标，并在卡位时刻通过定位系统测量得到卡位位置的绝对坐标；根据虚拟障碍的绝对坐标和卡位位置的绝对坐标，按照预定动作库水面机器人执行预定动作，以得到当前位置坐标；判断当前位置坐标与卡位位置的绝对坐标之间的距离值是否大于设定距离值；若是，则水面机器人脱困成功。2.根据权利要求1所述的一种水面机器人的卡位检测和脱困方法，其特征在于，所述获取水面机器人航行过程中的航行数据步骤之前，还包括：完成水面机器人的动力标定。3.根据权利要求2所述的一种水面机器人的卡位检测和脱困方法，其特征在于，所述完成水面机器人的动力标定包括：设定特定的航路段，使得船只完成设定动作，通过遥控或自主的方式使得船只依次完成所述设定动作，同时利用船载惯导记录船只运行数据，对所述船只运行数据进行数据清洗和低通滤波，以得到数据清洗结果，根据所述数据清洗结果得到船只运动过程的稳态数据，然后更改控制油门输入若干次，以得到最终标定表，即船只动力标定。4.根据权利要求1所述的一种水面机器人的卡位检测和脱困方法，其特征在于，所述对航行数据进行滤波处理，以得到处理数据步骤中，对航行数据进行重力抵消和高频噪声滤波处理，以得到处理数据。5.根据权利要求1所述的一种水面机器人的卡位检测和脱困方法，其特征在于，所述若是，则水面机器人脱困成功步骤之后，还包括：当水面机器人后续航行时，实时检测当前位置与虚拟障碍的绝对坐标的距离，若距离小于水面机器人长度的2
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3倍，且船艏正对虚拟障碍时则进行避障操作。6.一种水面机器人的卡位检测和脱困装置，其特征在于，包括：获取单元，...
【专利技术属性】
技术研发人员：程宇威，朱健楠，王培栋，池雨豪，虞梦苓，
申请(专利权)人：陕西欧卡电子智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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