[发明专利]一种重力坝深水水下机器人自身定位系统及识别方法

说明书

本发明提供一种重力坝深水水下机器人自身定位系统，包括设置于重力坝上游面的十字反射金属板和安装有控制主板、水位计和声呐系统的水下机器人，水位计和声呐系统分别与控制主板相连接，控制主板通过电缆和计算机连接；十字反射金属板坐标已知且拥有四个象限，声呐系统发出的声呐信号经过十字反射金属板的有效反射以测试水下机器人与十字反射金属板的距离，以获得水下机器人与重力坝之间的水平距离；水位计用于计算出水下机器人与水面的垂直距离；计算机根据水平距离、垂直距离及产生有效反射的十字反射金属板的坐标计算得出水下机器人的精确定位。本发明的有益效果是：能精确获得了水下机器人在重力坝中定位坐标，从而实现重力坝水下精准检修。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，更具体地说涉及一种重力坝深水水下机器人自身定位系统及识别方法。

背景技术

水下机器人在水下环境探测、监控、水中目标捕获及其水下设施作业等方面取得了巨大的实际应用成果，深水下水库重力坝检修采用人工方法难度很大，水下机器人检修成为主要选择，水下机器人精准定位为重力坝水下检修关键，目前已有的水下机器人定位系统均不能直接应用于水库重力坝检修中，由于水库重力坝建设在深峡谷区、水位深、水质浑浊，定位精度要求高，常规水下声呐系统受到声波反射影响很小，而深峡谷区重力坝声波反射源较多，如重力坝、启闭机、闸门、水流声、噪音、大坝表面的预埋件等建筑物对声波影响较大，必须采用不同象限反射装置减小波的反射和多路径效应。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，本发明提供了一种重力坝深水水下机器人自身定位系统，通过在重力坝表面布设坐标定位板，声呐系统测试水下机器人与坐标定位板之间距离，声呐系统对不同坐标定位之间距离校核，能准确定水下机器人与重力坝表面之间的水平距离，通过水位计确定水下机器人垂直距离，最终精确获得了水下机器人在重力坝中定位坐标。本发明的另一个目的，提供了一种重力坝深水水下机器人自身定位系统的识别方法。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种重力坝深水水下机器人自身定位系统，包括设置于重力坝上游面的十字反射金属板和安装有控制主板、水位计和声呐系统的水下机器人，所述水位计和所述声呐系统分别与所述控制主板相连接，所述控制主板通过电缆和计算机连接；

所述十字反射金属板坐标已知且拥有四个象限，所述声呐系统发出的声呐信号经过所述十字反射金属板的有效反射以测试所述水下机器人与所述十字反射金属板的距离，以获得所述水下机器人与重力坝之间的水平距离；

所述水位计用于计算出所述水下机器人与水面的垂直距离；

所述计算机根据所述水平距离、所述垂直距离及产生有效反射的十字反射金属板的坐标计算得出所述水下机器人的精确定位。

进一步，所述十字反射金属板的四个象限同时反射声呐信号的时候为有效反射。

进一步，每次声呐系统发出声呐信号产生有效反射的十字反射金属板的个数为2块。

进一步，所述重力坝表面沿水平方向和竖直方向布设所述十字反射金属板，所述十字反射金属板呈网格状布设。

进一步，所述水位计下部与所述水下机器人的下部在同一水平面上。

进一步，所述重力坝位于深峡谷区。

一种重力坝深水水下机器人自身定位识别方法，该系统包括设置于重力坝上游面的十字反射金属板和安装有控制主板、水位计和声呐系统的水下机器人，所述水位计和所述声呐系统分别与所述控制主板相连接，所述控制主板通过电缆和计算机连接，方法包括如下步骤：