一种波浪滑翔器位置保持方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种波浪滑翔器位置保持方法及系统，涉及波浪滑翔器技术领域，方法包括实时获取波浪滑翔器当前位置和位置保持信息；所述位置保持信息包括位置保持中心点和限制圆半径；根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定所述波浪滑翔器与所述位置保持中心点之间的距离；判断所述距离是否大于所述限制圆半径，得到判断结果；若是，则利用LOS算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定期望航向角；若否，则利用位置保持算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点控制打舵操作。本发明专利技术能够提高波浪滑翔器的定位精度并降低能源消耗。波浪滑翔器的定位精度并降低能源消耗。波浪滑翔器的定位精度并降低能源消耗。

A method and system for maintaining the position of wave glider

【技术实现步骤摘要】
一种波浪滑翔器位置保持方法及系统


[0001]本专利技术涉及波浪滑翔器领域，特别是涉及一种波浪滑翔器位置保持方法及系统。

技术介绍

[0002]波浪滑翔器是一型利用波浪能为驱动力的无人自主航行器，利用船上的太阳能电池板为波浪滑翔器导航、通讯和运动控制等模块提供能源供给，具有长期连续航行、自主导航定位、人工智能识别等功能，可以实现对海洋水下、水面和空中信息的检测。
[0003]波浪滑翔器位置保持是指波浪滑翔器在目标点一定范围内进行位置保持的控制，以便于能够长期锚定在所设置的目标点，完成对更好的执行各种各样的海洋探测，目前，国内外有很多的波浪滑翔器位置保持方法，但普遍其定位精度不高，并在波浪滑翔器执行锚泊任务时能量消耗较大，存在很大的局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种波浪滑翔器位置保持方法及系统，以提高波浪滑翔器的定位精度并降低能源消耗。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种波浪滑翔器位置保持方法，包括：实时获取波浪滑翔器当前位置和位置保持信息；所述位置保持信息包括位置保持中心点和限制圆半径；根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定所述波浪滑翔器与所述位置保持中心点之间的距离；判断所述距离是否大于所述限制圆半径，得到判断结果；若所述判断结果为是，则利用LOS算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定期望航向角；所述期望航向角用于控制舵机进行打舵操作；若所述判断结果为否，则利用位置保持算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点控制打舵操作。
[0006]可选地，所述距离的表达式为：其中，D表示距离，代表波浪滑翔器当前位置的横坐标，代表波浪滑翔器当前位置的纵坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的横坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的纵坐标。
[0007]可选地，所述利用位置保持算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点控制打舵操作，具体包括：根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点之间的坐标系夹角进行转换，得到平台期望航向角；
根据所述平台期望航向与当前航向角的差值进行打舵操作。
[0008]可选地，所述根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点之间的坐标系夹角进行转换，得到平台期望航向角，具体包括：当波浪滑翔器当前位置的纵坐标大于所述位置保持中心点的纵坐标时，确定所述平台期望航向角为；其中，代表波浪滑翔器当前位置的横坐标，代表波浪滑翔器当前位置的纵坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的横坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的纵坐标；当波浪滑翔器当前位置的纵坐标小于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标大于或者等于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为；当波浪滑翔器当前位置的纵坐标小于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标小于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为；当波浪滑翔器当前位置的纵坐标等于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标大于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为；当波浪滑翔器当前位置的纵坐标等于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标小于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为。
[0009]一种波浪滑翔器位置保持系统，包括：实时获取模块，用于实时获取波浪滑翔器当前位置和位置保持信息；所述位置保持信息包括位置保持中心点和限制圆半径；距离确定模块，用于根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定所述波浪滑翔器与所述位置保持中心点之间的距离；判断模块，用于判断所述距离是否大于所述限制圆半径，得到判断结果；LOS算法规划模块，用于若所述判断结果为是，则利用LOS算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定期望航向角；所述期望航向角用于控制舵机进行打舵操作；位置保持模块，用于若所述判断结果为否，则利用位置保持算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点控制打舵操作。
[0010]可选地，所述距离的表达式为：
其中，D表示距离，代表波浪滑翔器当前位置的横坐标，代表波浪滑翔器当前位置的纵坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的横坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的纵坐标。
[0011]可选地，所述位置保持模块，具体包括：平台期望航向角确定子模块，用于根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点之间的坐标系夹角进行转换，得到平台期望航向角；打舵子模块，用于根据所述平台期望航向与当前航向角的差值进行打舵操作。
[0012]可选地，所述平台期望航向角确定子模块，具体包括：第一确定单元，用于当波浪滑翔器当前位置的纵坐标大于所述位置保持中心点的纵坐标时，确定所述平台期望航向角为；其中，代表波浪滑翔器当前位置的横坐标，代表波浪滑翔器当前位置的纵坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的横坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的纵坐标；第二确定单元，用于当波浪滑翔器当前位置的纵坐标小于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标大于或者等于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为；第三确定单元，用于当波浪滑翔器当前位置的纵坐标小于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标小于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为；第四确定单元，用于当波浪滑翔器当前位置的纵坐标等于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标大于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为；第五确定单元，用于当波浪滑翔器当前位置的纵坐标等于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标小于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为。
[0013]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术实时获取波浪滑翔器当前位置和位置保持信息；所述位置保持信息包括位置保持中心点和限制圆半径；根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定所述波浪滑翔器与所述位置保持中心点之间的距离；判断所述距离是否大于所述限制圆半径，得到判断结果；若所述判断结果为是，则利用LOS算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定期望航向角；所述期望航向角用于控制舵机进行打舵操作；若所述判断结果为否，则利用位置保持算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点控制打舵操作。本专利技术通过位置保持控制算法减小了因外界环境而造成的定位误差和能量消耗，将波浪滑翔机的运动区域限制在一定范围内，保证波浪滑翔器在海上工作的可靠
性。
附图说明
[0014]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。
[0015]图1为本专利技术提供的波浪滑翔器位置保持方法流程图；图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波浪滑翔器位置保持方法，其特征在于，包括：实时获取波浪滑翔器当前位置和位置保持信息；所述位置保持信息包括位置保持中心点和限制圆半径；根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定所述波浪滑翔器与所述位置保持中心点之间的距离；判断所述距离是否大于所述限制圆半径，得到判断结果；若所述判断结果为是，则利用LOS算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点确定期望航向角；所述期望航向角用于控制舵机进行打舵操作；若所述判断结果为否，则利用位置保持算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点控制打舵操作。2.根据权利要求1所述的波浪滑翔器位置保持方法，其特征在于，所述距离的表达式为：其中，D表示距离，代表波浪滑翔器当前位置的横坐标，代表波浪滑翔器当前位置的纵坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的横坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的纵坐标。3.根据权利要求1所述的波浪滑翔器位置保持方法，其特征在于，所述利用位置保持算法根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点控制打舵操作，具体包括：根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点之间的坐标系夹角进行转换，得到平台期望航向角；根据所述平台期望航向与当前航向角的差值进行打舵操作。4.根据权利要求3所述的波浪滑翔器位置保持方法，其特征在于，所述根据所述波浪滑翔器当前位置和所述位置保持中心点之间的坐标系夹角进行转换，得到平台期望航向角，具体包括：当波浪滑翔器当前位置的纵坐标大于所述位置保持中心点的纵坐标时，确定所述平台期望航向角为；其中，代表波浪滑翔器当前位置的横坐标，代表波浪滑翔器当前位置的纵坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的横坐标，代表波浪滑翔器位置保持中心点的纵坐标；当波浪滑翔器当前位置的纵坐标小于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标大于或者等于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为；当波浪滑翔器当前位置的纵坐标小于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标小于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为；
当波浪滑翔器当前位置的纵坐标等于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标大于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为；当波浪滑翔器当前位置的纵坐标等于所述位置保持中心点的纵坐标且当波浪滑翔器当前位置的横坐标小于所述位置保持中心点的横坐标时，确定所述平台期望航向角为。5.一种波浪滑翔器位置保持系统，其特征在于，包括：实时获...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙秀军，桑宏强，周莹，于佩元，张帅，孙超，
申请(专利权)人：青岛海舟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：