[发明专利]一种深海履带式采矿车调头路径导航方法及系统

权利要求书

1.一种深海履带式采矿车调头路径导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设置在深海履带式采矿车上的行驶控制计算机规划采集作业区域，并建立采集作业区域坐标系；

2)行驶控制计算机根据采集作业区域坐标系规划路径关键位置坐标点；

3)深海履带式采矿车的水下超短基线应答器接收定位的采集作业区域的超短基线应答器的信号，回发超短基线应答器的信号至导航信息处理单元；

4)深海履带式采矿车的导航信息处理单元根据超短基线应答器信号，获取深海履带式采矿车在行驶过程中的实时位置信息，并将实时位置信息发送至行驶控制计算机；

5)行驶控制计算机比较深海履带式采矿车实时位置坐标与路径关键位置坐标点的偏差，根据实时位置坐标信息对行行驶路线进行校正，并通过行驶控制计算机发出控制指令，控制深海履带式采矿车实时调整行驶方向，以保证始终按照路径导航规划的关键坐标点行驶。

2.根据权利要求1所述的一种深海履带式采矿车调头路径导航方法，其特征在于，所述步骤1)，具体为：

深海履带式采矿车行驶控制计算机规划采集作业区域为方形采集作业区域，并以方形采集作业区域的左下角为坐标系原点，以采集作业区域Y轴的约束条件为采集作业区域的长度L，采集作业区域X轴的约束条件为n个车身宽度，建立采集作业区域坐标系。

3.根据权利要求1所述的一种深海履带式采矿车调头路径导航方法，其特征在于，行驶控制计算机根据采集作业区域坐标系规划路径关键位置坐标点，具体为：

(1)深海履带式采矿车移动至采集作业区域坐标系原点，控制深海履带式采矿车沿采集作业区域坐标系Y轴直线行驶，行驶距离为L，直至初次到达采集作业区域另一边界位置坐标点P1(0，L)；

(2)行驶控制计算机规划路径关键位置坐标点P2、P3、P4，行驶控制计算机规划深海履带式采矿车依次沿P1、P2、P3到达P4的路径后，通过驱动器控制深海履带式采矿车行驶到达所述路径关键位置坐标点P4，完成一个方向的调头路径规划；

(3)控制深海履带式采矿车沿正向直线行驶L长度，到达规划采集作业区域起始点端边界，即到达所述路径关键位置坐标点P5；

(4)行驶控制计算机规划路径关键位置坐标点P6、P7、P8，行驶控制计算机规划深海履带式采矿车依次沿P5、P6、P7到达P8的路径后，通过驱动器控制深海履带式采矿车行驶到达所述路径关键位置坐标点P8，完成另一个方向的调头路径规划；

(5)根据步骤(1)～步骤(4)完成一个周期调头路径规划；行驶控制计算机重新以一个周期调头路径的目标终点为原点，重复步骤2)～步骤5)，在规划采集区域进行采矿作业。

4.根据权利要求3所述的一种深海履带式采矿车调头路径导航方法，其特征在于，步骤(2)中，所述行驶控制计算机规划路径关键位置坐标点P2、P3、P4，具体为：

行驶控制计算机规划路径关键位置坐标点P2为：

其中，行驶距离为B为深海履带式采矿车的车宽，L为采集作业区域的长度；

所述行驶控制计算机规划路径关键位置坐标点P3为：

所述行驶控制计算机规划路径关键位置坐标点P4为[B,L]。

5.根据权利要求3所述的一种深海履带式采矿车调头路径导航方法，其特征在于，步骤(2)中，所述通过驱动器控制深海履带式采矿车行驶到达所述路径关键位置坐标点P4，具体为：

2-1)行驶控制计算机规划路径关键位置坐标点P2，并控制深海履带式采矿车相对于直线行驶方向以设定最小安全转弯半径R左转至路径关键位置坐标点P2；

2-2)控制深海履带式采矿车停止并执行后退运动，并相对于后退方向以设定最小安全转弯半径R向左转弯，行驶到达所述路径关键位置坐标点P3，此时深海履带式采矿车行驶方向相对于初始状态调转180°，并相对于路径原点的X轴方向移动一个采矿车宽度B的距离；

2-3)控制深海履带式采矿车沿正向直线行驶长度后，到达规划采集作业区域边界，到达所述路径关键位置坐标点P4。