CN110058199A - 一种水下机器人实用定位***及方法 - Google Patents

一种水下机器人实用定位***及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110058199A
CN110058199A CN201910420146.4A CN201910420146A CN110058199A CN 110058199 A CN110058199 A CN 110058199A CN 201910420146 A CN201910420146 A CN 201910420146A CN 110058199 A CN110058199 A CN 110058199A
Authority
CN
China
Prior art keywords
underwater robot
marker
float
positioning system
underwater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910420146.4A
Other languages
English (en)
Inventor
任峰
马向华
叶银忠
张谦
王雷朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Technology
Original Assignee
Shanghai Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Technology filed Critical Shanghai Institute of Technology
Priority to CN201910420146.4A priority Critical patent/CN110058199A/zh
Publication of CN110058199A publication Critical patent/CN110058199A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供了一种水下机器人实用定位***及方法，***包括设置于水下机器人壳体上的打标器，同时，水下机器人的软件***加载有打标器控制模块，定位方法包括：S1：水下机器人的控制端控制所述水下机器人游走，同时采集视频信息并回传到所述控制端；S2：在所述控制端处通过所述视频信息判断所述水下机器人是否在目标物附近预设范围内；S3：如否，返回步骤S1；如是则所述控制端发送打标器控制信号至所述水下机器人；S4：所述打标器控制模块控制所述打标器对目标物进行标识。

Description

一种水下机器人实用定位***及方法
技术领域
本发明涉及水下定位相关技术领域，特别涉及一种水下机器人实用定位***及方法。
背景技术
水域占据地球表面达70％以上，其底部蕴藏着油田、可燃冰、稀有金属等丰富的矿产资源，水下观察、打捞捕救、水下探测等水下作业需求量日趋加大，水下机器人无论是在水下勘察检测，还是水下目标搜救方面都发挥着巨大作用。
由于水下机器人自身普遍不具备定位***，准确获取水下位置比较困难，一般通过集成基线类声纳、定位传感器等价格昂贵的声学产品，得以实现水下定位。采用传统水下机器人获取位置困难，采用声纳定位装置价格昂贵，从解决水下机器人定位的实用性考虑，开发有效的水下定位方法成为当前水下机器人升级优化的迫切需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下机器人实用定位***及方法，以解决现有的复杂水域定位***的实用性不足，解决此类问题的成本过高的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种水下机器人实用定位***，包括设置于水下机器人壳体上的打标器，同时，水下机器人的软件***加载有打标器控制模块，需定位时，所述水下机器人运动至目标物附近预设范围内后，所述水下机器人通过所述打标器控制模块控制所述打标器对目标物进行标识。
较佳地，所述打标器包括储纳装置、浮标、浮标线及浮子，所述打标器对目标物进行标识时，通过浮标黏附在目标上，浮子沿着浮标线浮出水面，所述储纳装置用于储存收纳所述浮标、浮标线及浮子。
较佳地，所述浮子包括若干种不同的颜色的浮子。
较佳地，所述水下机器人为包括ROV、AUV及UUV的水下机器人或潜水器。
本发明还提供了一种水下机器人实用定位方法，应用上述的水下机器人实用定位***进行定位，包括以下步骤：
S1：所述水下机器人的控制端控制所述水下机器人游走，同时采集视频信息并回传到所述控制端；
S2：在所述控制端处通过所述视频信息判断所述水下机器人是否在目标物附近预设范围内；
S3：如否，返回步骤S1；如是则所述控制端发送打标器控制信号至所述水下机器人；
S4：所述打标器控制模块控制所述打标器对目标物进行标识。
较佳地，所述步骤S4后还包括：所述水下机器人或其控制端根据当前水域的水流速、潮汐信息及打标器标识的位置计算出目标物位置的范围。
较佳地，所述步骤S4包括：所述打标器发射浮标使其黏附在目标物上，随后浮子沿浮标线浮出水面进行目标物的标识。
较佳地，所述打标器控制模块控制所述打标器发射与当前水域颜色对应的颜色的浮子，其中，水域颜色及浮子颜色的对应关系预存于所述水下机器人的软件***中。
本发明具有以下有益效果：
本发明提出的一种水下机器人实用定位***及方法，通过对水下机器人***集成打标器模块来实现水下定位，能够实用有效地解决复杂水域环境里，水下机器人定位难度大、成本高、不准确的实际问题，避免了水下定位需要采购基线类定位声纳、传感器等昂贵水声设备，加强了水下机器人的实用性，大大节约解决此类问题的成本。
附图说明
图1为本发明优选实施例的水下机器人定位时的作业示意图；
图2为本发明优选实施例的浮标定位的效果示意图。
标号说明：1-水下机器人；2-打标器；3-电缆；4-控制端。
具体实施方式
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
本实施例提供了一种水下机器人实用定位***，包括设置于水下机器人壳体上的打标器，同时，水下机器人的软件***加载有打标器控制模块，需定位时，水下机器人运动至目标物附近预设范围内后，水下机器人通过打标器控制模块控制所述打标器对目标物进行标识。
参考图1所示，这里的水下机器人1为ROV(Remote Operated Vehicle)，该水下机器人1上设有打标器2。水下机器人1通过电缆3与水面上的控制端4进行通信。其中，这里的打标器设置为壳体的上方，在其他优选实施例中，打标器的位置可以设置在水下机器人壳体上的任意位置，根据使用场景的不同可以更改其安装位置。
通过该***进行目标物的定位时，由船载水下机器人***至水面，接通控制回路，检查无误后，将水下机器人放入水中，结合水面端视频场景，控制操作手柄使水下机器人能够正常水下游走。如图1所示的水下无人机，其规格是：长800mm,宽450mm,高500mm，重量在10Kg左右的长方体。打标器集成在水下机器人上，当在视频画面上发现目标物时，通过水面端控制使机器人缓缓靠近目标物，进行定标。
这里的打标器2包括储纳装置、浮标、浮标线及浮子。参考图2所示，打标器对目标物进行标识时，通过浮标黏附在目标上，浮子沿着浮标线浮出水面，储纳装置用于储存收纳所述浮标、浮标线及浮子。当然，这里的打标器不局限于上述部件，还可以根据需要设置浮标发射装置等等。此外，打标器可以为一个或多个，每个打标器内可发射的浮标等的数量也可以设置为多个。
进一步优选的，本实施例的浮子包括若干种不同的颜色的浮子。这样方便水下机器人在不同颜色水域中根据水体颜色的不同而发送具有不同颜色的浮子的浮标进行目标物的标识。使标识更加明显，从而有利于对目标物进行定位。
在其他优选实施例中，上述的水下机器人不限为ROV，还可以设置为AUV(Autonomous Underwater Vehicle)及UUV(Unmanned Underwater Vehicle)等类型的水下机器人，或其他类型的与水下机器人控制原理、外观设计类似的潜水器。
本实施例还提供了一种水下机器人实用定位方法，应用上述实施例的水下机器人实用定位***进行定位，包括以下步骤：
S1：水下机器人的控制端控制水下机器人游走，同时采集视频信息并回传到控制端；
S2：在控制端处通过视频信息判断水下机器人是否在目标物附近预设范围内；
S3：如否，返回步骤S1；如是则控制端发送打标器控制信号至水下机器人；
S4：打标器控制模块控制打标器对目标物进行标识。
进一步地，在非静态的水域(如存在水流及潮汐的环境下的水域)中，上述的步骤S4后还包括：水下机器人或其控制端根据当前目标物所在的水域的水流速、潮汐信息及打标器标识的位置计算出目标物位置的范围。通过根据不同环境信息与打标器标识的位置进行结合计算，可以进一步提高对目标物的定位精度。
此外，参考图2所示，本实施例中上述的步骤S4具体包括：上述的打标器通过发射浮标，并使其黏附在目标物上，随后浮子沿浮标线浮出水面，从而进行目标物的标识。
进一步优选实施例中，打标器控制模块控制所述打标器发射与当前水域颜色对应的颜色的浮子。其中，水域颜色及浮子颜色的对应关系预存于所述水下机器人的软件***中。在不同颜色水域，浮出水面的浮子颜色，本实施例是基于色彩三原色原理定出的最合适颜色浮子，从而更加有利于目标物的标识。
根据水下机器人实际设计需求，打标器可以集成一个或多个不等，且不局限于市场现有打标器及类似产品。
其中，步骤S2中，在控制端处通过视频信息判断水下机器人是否在目标物附近预设范围内时，可以通过人工判断视频信息中的目标物的距离或其是否在水下机器人附近，也可以采用视频识别技术进行目标物的自动识别的距离判断。这里不做具体限制。
该***及方法是通过在水下机器人上集成水下打标器来实现的，通过在水下机器人的壳体任意部位安装水下打标器硬件模块，同时，在水下机器人的软件***加载打标器控制模块，通过水下机器人视频回传，判断需要打标的目标体进行控制浮标黏附在目标上，浮标浮于水面，从而达到水下目标定位的效果。
本发明提出的水下机器人实用定位***及方法，通过对水下机器人***集成打标器模块来实现水下定位，能够实用有效地解决复杂水域环境里，水下机器人定位难度大、成本高、不准确的实际问题，避免了水下定位需要采购基线类定位声纳、传感器等昂贵水声设备，加强了水下机器人的实用性，大大节约解决此类问题的成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种水下机器人实用定位***，其特征在于，包括设置于水下机器人壳体上的打标器，同时，水下机器人的软件***加载有打标器控制模块，需定位时，所述水下机器人运动至目标物附近预设范围内后，所述水下机器人通过所述打标器控制模块控制所述打标器对目标物进行标识。
2.根据权利要求1所述的水下机器人实用定位***，其特征在于，所述打标器包括储纳装置、浮标、浮标线及浮子，所述打标器对目标物进行标识时，通过浮标黏附在目标上，浮子沿着浮标线浮出水面，所述储纳装置用于储存收纳所述浮标、浮标线及浮子。
3.根据权利要求1所述的水下机器人实用定位***，其特征在于，所述浮子包括若干种不同的颜色的浮子。
4.根据权利要求1所述的水下机器人实用定位***，其特征在于，所述水下机器人为包括ROV、AUV及UUV的水下机器人或潜水器。
5.一种水下机器人实用定位方法，其特征在于，应用权利要求1至4任意一项所述的水下机器人实用定位***进行定位，包括以下步骤：
S1：所述水下机器人的控制端控制所述水下机器人游走，同时采集视频信息并回传到所述控制端；
S2：在所述控制端处通过所述视频信息判断所述水下机器人是否在目标物附近预设范围内；
S3：如否，返回步骤S1；如是则所述控制端发送打标器控制信号至所述水下机器人；
S4：所述打标器控制模块控制所述打标器对目标物进行标识。
6.根据权利要求5所述的水下机器人实用定位***，其特征在于，所述步骤S4后还包括：所述水下机器人或其控制端根据当前水域的水流速、潮汐信息及打标器标识的位置计算出目标物位置的范围。
7.根据权利要求5或6所述的水下机器人实用定位***，其特征在于，所述步骤S4包括：所述打标器发射浮标使其黏附在目标物上，随后浮子沿浮标线浮出水面进行目标物的标识。
8.根据权利要求7所述的水下机器人实用定位***，其特征在于，所述打标器控制模块控制所述打标器发射与当前水域颜色对应的颜色的浮子，其中，水域颜色及浮子颜色的对应关系预存于所述水下机器人的软件***中。
CN201910420146.4A 2019-05-20 2019-05-20 一种水下机器人实用定位***及方法 Pending CN110058199A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910420146.4A CN110058199A (zh) 2019-05-20 2019-05-20 一种水下机器人实用定位***及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910420146.4A CN110058199A (zh) 2019-05-20 2019-05-20 一种水下机器人实用定位***及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110058199A true CN110058199A (zh) 2019-07-26

Family

ID=67323615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910420146.4A Pending CN110058199A (zh) 2019-05-20 2019-05-20 一种水下机器人实用定位***及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110058199A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113252861A (zh) * 2021-06-21 2021-08-13 深之蓝(天津)水下智能科技有限公司 一种水质检测方法、装置、电子设备及存储介质
CN115042942A (zh) * 2022-06-17 2022-09-13 天津大学 一种适用于auv携带的多浮子探测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004085162A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Masanori Takizawa 弾性体の動力による防犯用標識ボール発射装置
CN104267643A (zh) * 2014-09-27 2015-01-07 江苏华宏实业集团有限公司 水下机器人目标定位识别***
CN206327535U (zh) * 2016-07-15 2017-07-14 黄丽娜 一种定位浮标
CN108536157A (zh) * 2018-05-22 2018-09-14 上海迈陆海洋科技发展有限公司 一种智能水下机器人及其***、物标跟踪方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004085162A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Masanori Takizawa 弾性体の動力による防犯用標識ボール発射装置
CN104267643A (zh) * 2014-09-27 2015-01-07 江苏华宏实业集团有限公司 水下机器人目标定位识别***
CN206327535U (zh) * 2016-07-15 2017-07-14 黄丽娜 一种定位浮标
CN108536157A (zh) * 2018-05-22 2018-09-14 上海迈陆海洋科技发展有限公司 一种智能水下机器人及其***、物标跟踪方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卞泽武: "微小型仿生水下机器人关键技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113252861A (zh) * 2021-06-21 2021-08-13 深之蓝(天津)水下智能科技有限公司 一种水质检测方法、装置、电子设备及存储介质
CN113252861B (zh) * 2021-06-21 2021-10-01 深之蓝(天津)水下智能科技有限公司 一种水质检测方法、装置、电子设备及存储介质
CN115042942A (zh) * 2022-06-17 2022-09-13 天津大学 一种适用于auv携带的多浮子探测装置
CN115042942B (zh) * 2022-06-17 2023-11-24 天津大学 一种适用于auv携带的多浮子探测装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104267643B (zh) 水下机器人目标定位识别***
CN104215988B (zh) 一种水下目标定位方法
CN106628026B (zh) 一种无人船及无人船***
CN208360444U (zh) 一种无人船及***
CN103926560B (zh) 一种深海水声综合定位***及其对水下潜器的定位与导航方法
CN208614792U (zh) 一种智能水下机器人控制***
US10017232B2 (en) Methods and underwater bases for using autonomous underwater vehicle for marine seismic surveys
CN106275329B (zh) 遥控潜水器和遥控潜水器***
US9845137B2 (en) Methods and underwater bases for using autonomous underwater vehicle for marine seismic surveys
CN108045530A (zh) 一种海底电缆探测水下机器人及作业方法
CN206579799U (zh) 一种无人船及无人船***
CN105775073A (zh) 一种模块化水下遥控机器人
KR102073846B1 (ko) 사고 선박의 위치추적 및 위치정보를 제공하기 위한 장치 및 이의 제어 방법
CN209426501U (zh) 海洋探测机器人
CN110058199A (zh) 一种水下机器人实用定位***及方法
Gilmour et al. Field resident AUV systems—Chevron's long-term goal for AUV development
KR100649554B1 (ko) 자율무인잠수정을 이용한 수중 물류배송 시스템
CN101799546A (zh) 高速远距鱼群探测机器人及探测方法
CN109240315A (zh) 一种新型水下自主避障***及水下避障方法
CN109425347A (zh) 一种半潜无人船的同时定位与地图构建方法
CN108715210A (zh) 定位浮标以及布置定位浮标阵列的方法
CN201761634U (zh) 高速远距鱼群探测机器人
CN106980317A (zh) 一种水下路障躲避方法和***
CN106394836B (zh) 微小型潜艇
CN108116642A (zh) 一种半潜式海洋剖面观测智能机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190726