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申请/专利权人：四川阳光墨新科技有限公司

摘要：本发明公开了一种基于RSM的水下机器人定位方法，属于水电站水工检测技术领域，包括如下步骤：获取水下机器人搭载的惯性导航系统反馈的惯性导航参数、水下机器人脐带线缆的放线长度，以及水下机器人的特征物质组合；基于惯性导航参数和放线长度，得到水下机器人的初步定位范围；基于水下机器人的特征物质组合，获取定位探测电磁粒子波参数组；根据初步定位范围和定位探测电磁粒子波参数组，利用搭载RSM束波仪的空中无人机对水下机器人定位探测，得到定位验证次数和待确认位置；根据定位验证次数，将满足验证次数阈值条件的待确认位置作为水下机器人的位置信息。本发明通过两次定位解决了水工隧洞中水下机器人定位准确度和效率不足的问题。

主权项：1.一种基于RSM的水下机器人定位方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取水下机器人搭载的惯性导航系统反馈的惯性导航参数、水下机器人脐带线缆的放线长度，以及水下机器人的特征物质组合；所述S1中惯性导航参数包括水下机器人随水下探测任务执行开始，每个时刻的加速度和角速度；S2、基于惯性导航参数和放线长度，得到水下机器人的初步定位范围；所述S2包括如下步骤：S21、设置水下机器人角速度发生变化时，行进速度为0；S22、根据水下机器人执行水下探测任务时每次角速度的变化时间节点，将水下机器人执行水下探测任务的时间划分为若干探测时间段，并得到水下机器人在各探测时间段的行进方向；S23、将各探测时间段按时间顺序进行排序，得到探测时间段顺序序列；S24、将水下机器人入水行进速度设置为0，并基于探测时间段顺序序列，分别获取水下机器人各探测时间段内每一时刻的加速度，以及开始时刻和结束时刻的行进速度；S25、根据水下机器人的脐带线在每个时刻的放线长度、各探测时间段内的行进方向、每一时刻的加速度，以及开始时刻和结束时刻的加速度和行进速度，得到各探测时间段内水下机器人的水下三维行进轨迹；S26、基于水下机器人的水下三维行进轨迹，得水下机器人的初步定位范围；水下机器人的脐带线与水下机器人间始终存在一对相互作用的拉力；基于水下机器人各探测时间段内每一时刻的加速度、以及开始时刻和结束时刻的行进速度，绘制得到位移时间图和路程时间图；基于位移时间图和路程时间图，结合脐带线的长度和各探测时间段内的行进方向，得到水下机器人在每一段探测时间段内的行进轨迹；将各段探测时间内的行进轨迹对应探测时间段顺序序列进行拼接，得到水下机器人的三维行进轨迹，以及初步定位的位置；将初步定位的位置作为定位中心，并将定位中心的预设半径内的球形区域作为水下机器人的初步定位范围；所述水下机器人的行进距离和位移路径的计算表达式如下： 其中，st表示水下机器人的行进距离，t0表示水下机器人入水时刻，tpositioning表示RSM束波仪定位时刻，tk表示第k次角速度的变化时间节点，tk-1表示第k-1次角速度的变化时间节点，at表示t时刻水下机器人的加速度，vt表示t时刻水下机器人的行进速度，dt表示对时间的微分，xt,θ表示水下机器人的位移路径，||表示求绝对值，φθt表示t时刻的水下机器人行进方向，θt表示t时刻水下机器人的角度偏转量；S3、基于水下机器人的特征物质组合，获取定位探测电磁粒子波参数组；S4、根据初步定位范围和定位探测电磁粒子波参数组，利用搭载RSM束波仪的空中无人机对水下机器人进行定位探测，得到定位验证次数和待确认位置；S5、判断定位验证次数是否超过预设的验证次数，若是则进入S6，否则返回S3；S6、将待确认位置作为水下机器人的位置信息，完成基于RSM的水下机器人定位。

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