一种自主式水下机器人组合导航系统

摘要

本发明公开了一种自主式水下机器人组合导航系统，包括耐压GPS定位装置、加速度传感器、陀螺仪、内嵌式处理器、内置压力计和水声通讯声纳，水下机器人本体四周安装有若干摄像头，每个摄像头内均安装有北斗模块，所述水声通讯声纳外壁上还安装有水流速传感器和外置压力传感器，还包括数据处理模块，全景视频生成模块，物理模型建立模块，虚拟作动器，虚拟传感器，导航路线模拟分析模块。本发明通过北斗模块的设计，完成了GPS定位装置及其各传感器位置的检测，可以自动完成位置参数校正，方便了使用，同时可以通过物理模型进行每条仿真路线的仿真模拟，从而得到优化后的路线，提高了系统的可视性，同时也提高了路线的准确性和安全性。

主权项

一种自主式水下机器人组合导航系统，其特征在于，包括耐压GPS定位装置、加速度传感器、陀螺仪、内嵌式中央处理器、内置压力计和水声通讯声纳，所述耐压GPS定位装置、加速度传感器、陀螺仪、内嵌式中央处理器和内置压力计安装在水下机器人本体内，所述水声通讯声纳安装在水下机器人本体前端，所述水下机器人本体四周安装有若干摄像头，每个摄像头、加速度传感器、陀螺仪、内嵌式中央处理器、内置压力计和水声通讯声纳内均安装有北斗模块，所述水声通讯声纳外壁上还安装有水流速传感器和外置压力传感器，所述耐压GPS定位装置、加速度传感器、陀螺仪、内置压力计、水流速传感器、外置压力传感器、水声通讯声纳均与内嵌式中央处理器的输入端相连，还包括数据处理模块，用于接收摄像头所采集到的视频数据及其对应的北斗模块的定位数据，用所接收到的定位数据完成视频数据的标记，并将标记完成后的数据发送到全景视频生成模块；全景视频生成模块，用于根据所接收到的视频数据生成全景视频数据，并将生成的数据发送到内嵌式中央处理器；所述内嵌式中央处理器用于接收耐压GPS定位装置、加速度传感器、陀螺仪、内置压力计、水流速传感器、外置压力传感器、水声通讯声纳以及全景视频生成模块所发送的数据，将所收到的数据储存与对应的数据库内，并将这些所接收到的数据转换成物理模型建立模块所能识别的数据发送到物理模型建立模块；还用于根据所接收到的数据，通过预设的算法输出组合导航信息至显示屏；物理模型建立模块，用于根据内嵌式中央处理器所发送的数据和控制命令生成各种水下机器人物理模型；虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型建立模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；虚拟传感器，为在物理模型中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；导航路线模拟分析模块，用于通各种仿真分析算法和仿真分析方法完成导航路线的仿真分析；人机操作模块，用于输入水下机器人本体的基本参数数据、数据调用命令和各种控制命令，并将所输入的基本参数数据、数据调用命令、各种控制命令发送到内嵌式中央处理器；所述虚拟作动器通过循环执行仿真算法或仿真方法将结果反馈给导航路线模拟分析模块，所述导航路线模拟分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器自动显示分析结果。