一种大桥勘测水下机器人的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大桥勘测水下机器人的控制方法及系统，具体步骤为：(1)投放水下机器人至大桥水下勘测区域；获取水下勘测区域的图像数据、环境信息数据、水下机器人位置数据传输至人机交互模块；(2)人机交互模块根据获取的数据信息，规划最佳勘测航线；(3)水下机器人按照最佳勘测航线运动；运动过程中，人机交互模块根据获取水下机器人当前所在区域的环境信息数据，判断当前所处勘测区域内包含障碍物的情况；若包含障碍物的总面积与勘测区域整体面积之比小于预设值，则不采取避障措施，否则，采取避障措施；(4)水下机器人到达待测目标点后，启动水下拍摄装置，获取水下大桥图像信传输至人机交互模块后返航。输至人机交互模块后返航。输至人机交互模块后返航。

【技术实现步骤摘要】
一种大桥勘测水下机器人的控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人的控制
，具体是涉及一种大桥勘测水下机器人的控制方法及系统。

技术介绍

[0002]水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。由于水下环境较为复杂，特别是大桥周边水流急非稳定流场和机器人位姿双重扰动下，水下机器人在进行勘探任务的时候会产生定位失准、与障碍物发生碰撞等问题，为此亟需研制适应不平整壁面和复杂流场环境、高机动、高稳定、多模式运动规划与机构的桥梁水下检测机器人及其控制方法。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对以上缺点，本专利技术公开的一种大桥勘测水下机器人的控制方法，能够为水下机器人勘测时提供精确的定位与巡检航线路径的规划，实现水下机器人在多种运动模式下进行的精准的避障。本专利技术该提供了一种大桥勘测水下机器人的控制系统，能够执行上述水下机器人的控制方法。
[0004]技术方案：为解决上述问题，本专利技术公开一种大桥勘测水下机器人的控制方法，包括以下步骤：
[0005](1)将水下机器人投放至大桥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大桥勘测水下机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将水下机器人投放至大桥水下勘测区域；通过安装于水下机器人上的声呐探测装置、立体视觉装置、水下拍摄装置、传感器获取水下勘测区域的图像数据、环境信息数据、水下机器人位置数据；所述的环境信息数据包括当前所处勘测区域的压力、湿度、障碍物的图像与红外线数据；将以上获取的数据传输至人机交互模块；(2)人机交互模块根据获取的数据信息，以人机交互模块所在位置为原点建立全局空间坐标系，获取待测目标与水下机器人的位置坐标，规划最佳勘测航线；(3)人机交互模块依据获取的环境信息数据判断当前流域压力、湿度是否处于预设阈值范围内，若处于预设阈值范围内表明当前适合执行勘探任务，人机交互模块向水下机器人发送执行指令，水下机器人按照最佳勘测航线运动；水下机器人在运动过程中，人机交互模块根据实时获取水下机器人当前所在区域的环境信息数据，判断当前所处勘测区域内包含障碍物的情况；若当前所处勘测区域内包含障碍物的总面积与勘测区域整体面积之比小于预设值，则不采取避障措施，继续沿当前的勘测航线运动，否则，采取避障措施，实时调整勘测的路线；(4)水下机器人到达待测目标点后，启动水下拍摄装置，获取水下大桥图像信息传输至人机交互模块后返航。2.根据权利要求1所述的大桥勘测水下机器人的控制方法，其特征在于，步骤(2)中所述的最佳勘测航线的运动函数为：式中，H(t)为初始释放点到待测目标点的运动函数；f为扰流因子；为水下机器人自身轨迹调整量；q(x
a
,x
b
)为x
a
与x
b
的距离；x
a
为水下机器人初始释放点的位置坐标；x
b
为待测目标点的位置坐标。3.根据权利要求1所述的大桥勘测水下机器人的控制方法，其特征在于，步骤(3)中的避障措施具体为：(3.1)定义水下机器人前进方向安全距离为Safe
d1
,水下机器人两侧方向安全距离为Safe
d2
，水下机器人身长为L；Safe
d1
、Safe
d2
与L之间的关系为：Safe
d1
＝2Safe
d2
；1.5L>Safe
d2
>L；(3.2)根据声呐探测装置获取水下机器人与当前所处勘测区域障碍物中最短的距离d，判断：(a)当d>Safe
d1
时，表明障碍物对水下机器人的运动不产生影响，不采取避障措施；(b)当Safe
d1
>d>Safe
d2
时，表明障碍物距离水下机器人距离较远，对水下机器人的运动有轻微影响；构造基于障碍物的避障函数：式中，V
s
为水下机器人体积，s
o
为障碍物表面积，v
s
为水下机器人运动速度；若表明不会发生碰撞，不采取避障措施；否则，需进一步调整水下机器人的勘测的路线：首先，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔祥龙，刘文婷，刘志强，袁祥，孙燕语，鲍嘉棋，刘硕，周枫，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：