[发明专利]一种机器人水下定位方法及机器人水下定位系统

权利要求书

1.一种机器人水下定位方法，其特征在于，所述机器人水下定位方法包括以下步骤：

接收安装在水面平台上的短基线基阵输出的表征机器人相对于所述水面平台位置的信号，并输出表征机器人相对于所述水面平台位置的第一位置信息；

判断所述水面平台是否位于第一区域或第二区域；

若所述水面平台位于第一区域，接收安装在岸上的RTK基站输出的表征所述水面平台位置的信号，并输出表征所述水面平台位置的第二位置信息；根据所述第一位置信息及所述第二位置信息，确定所述机器人的位置；

若所述水面平台位于第二区域，接收安装在所述水面平台上的惯性测量单位IMU输出的表征所述水面平台位置的信号，并输出表征所述水面平台位置的第三位置信息；接收安装在所述水面平台上的激光雷达输出的表征所述水面平台位置的信号，并输出表征所述水面平台位置的第四位置信息；根据所述第一位置信息、所述第三位置信息及所述第四位置信息，确定所述机器人的位置。

2.根据权利要求1所述的机器人水下定位方法，其特征在于：

所述机器人水下定位方法还包括在接收安装在水面平台上的短基线基阵输出的表征机器人相对于所述水面平台位置的信号之前的步骤：

控制与所述机器人连接的声学应答器输出所述机器人位置的信号；

控制所述短基线基阵接收所述声学应答器输出的信号，控制所述短基线基阵输出表征所述机器人相对于所述水面平台位置的信号。

3.根据权利要求1所述的机器人水下定位方法，其特征在于：

在所述接收安装在水面平台上的短基线基阵输出的表征机器人相对于所述水面平台位置的信号后，并输出表征机器人相对于所述水面平台位置的第一位置信息前还包括以下步骤：

若所述水面平台在水面旋转，则控制所述惯性测量单位IMU测量所述机器人相对于水面平台位置，并接收所述惯性测量单位IMU输出的表征所述机器人相对于水面平台位置的信号。

4.根据权利要求1所述的机器人水下定位方法，其特征在于：

在所述接收安装在岸上的RTK基站输出的表征所述水面平台位置的信号前包括以下步骤：

控制安装在所述水面平台上的RTK移动端输出信号；

控制所述RTK基站接收所述RTK移动端输出的信号，并控制所述RTK基站输出表征所述水面平台位置的信号。

5.根据权利要求1所述的机器人水下定位方法，其特征在于：

所述第二区域为水面上的靠墙区域，所述第一区域为水面除所述第二区域外的区域。

6.根据权利要求1所述的机器人水下定位方法，其特征在于：

所述确定所述机器人的位置包括以下公式：

其中，当f＝1时，所述水面平台位于所述第一区域；当f＝2时，水面平台位于所述第二区域；H为所述第一位置信息，M为所述第二位置信息，E为所述第三位置信息，N为所述第四位置信息，t的取值范围为0-1。

7.一种机器人水下定位系统，其特征在于：

所述机器人水下定位系统包括平台定位装置、机器人定位装置以及用于执行如权利要求1-6中任意一项所述的机器人水下定位方法的控制器；

所述平台定位装置与所述控制器电连接，并用于确定所述平台在水面上的相对位置；

所述机器人定位装置与所述控制器电连接，并用于确定所述机器人在水下的相对位置。

8.根据权利要求7所述的机器人水下定位系统，其特征在于：

所述机器人定位装置包括设置在水面平台上的短基线基阵，以及与机器人连接的声学应答器；

所述短基线基阵与所述声学应答器通信连接，所述短基线基阵用于输出表征机器人相对于所述水面平台位置的信号。

9.根据权利要求7所述的机器人水下定位系统，其特征在于：

所述平台定位装置包括第一定位装置及第二定位装置；

所述第一定位装置用于确定所述平台位于第一区域时在水面上的相对位置；所述第二定位装置用于确定所述平台位于第二区域时在水面上的相对位置。

10.根据权利要求9所述的机器人水下定位系统，其特征在于：

所述第一定位装置包括RTK移动端及RTK基站，所述第二定位装置包括惯性测量单位IMU及激光雷达；

所述RTK移动端与所述RTK基站通信连接，所述RTK基站用于接收所述RTK移动端输出的信号，并输出表征所述机器人相对于水面平台位置的信号；

所述惯性测量单位IMU用于输出表征所述机器人相对于水面平台位置的信号；

所述激光雷达用于输出表征所述机器人相对于水面平台位置的信号。