CN111397606A - 一种基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法 - Google Patents

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周庆良
张铭虎
蔡进
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    • G—PHYSICS
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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
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Abstract

本发明公开了一种基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法，应用于由控制端控制水面航行器，所述水面航行器目标定位方法包括以下步骤：分别获取控制端和水面航行器的坐标；操作者采用控制端指示目标点；控制端获取目标点相对于控制端的方向角和水平距离；结合控制端的坐标计算出目标点坐标，并通过数据链传送给水面航行器；水面航行器接收目标点坐标后结合自身坐标计算出目标点相对于自身的方向；水面航行器利用姿态传感器的航向反馈自动转向目标；可以直观地允许操作者指示目标位置，从而水面航行器可自动驶向目标；在目标可见范围内实现水面航行器自动驾驶，提升设备操作体验。

Description

一种基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法
技术领域
本发明涉及水面航行器控制技术领域，尤其涉及一种基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法。
背景技术
当水面航行器(智能救生圈)和目标距离操作者较远时，航行器的行驶方向是否指向目标这点是比较难观察及判断，操作者直接操作的难度比较大。
发明内容
鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法，能够直观地允许操作者指示目标位置，水面航行器可自动驶向目标。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法，应用于由控制端控制水面航行器，所述控制端设有激光测距模块、卫星定位模块和姿态传感器，所述水面航行器设有卫星定位模块和姿态传感器，所述水面航行器目标定位方法包括以下步骤：
分别获取控制端和水面航行器的坐标；
操作者采用控制端指示目标点；
控制端获取目标点相对于控制端的方向角和水平距离；
结合控制端的坐标计算出目标点坐标，并通过数据链传送给水面航行器；
水面航行器接收目标点坐标后结合自身坐标计算出目标点相对于自身的方向；
水面航行器利用姿态传感器的航向反馈自动转向目标。
依照本发明的一个方面，所述水面航行器目标定位方法包括：
设控制端的坐标为经度O1，纬度O2；
根据纬度O2查表得到该维度的经度系数k1，纬度系数为固定值k2；
设水面航行器的坐标为经度A1，纬度A2；
激光测距模块输出控制端距目标点距离LO,光束水平角a，光束俯角b；
则目标点距控制端的水平距离为LOcos(b)；
此时，可获得目标点的坐标经度B1，纬度B2如下：
Figure BDA0001933927260000021
Figure BDA0001933927260000022
目标点距水面航行器的距离：
Figure BDA0001933927260000023
目标点相对水面航行器的水平方向角c：
Figure BDA0001933927260000024
对上述方程求解即可得到水平方向角c。
依照本发明的一个方面，所述分别获取控制端和水面航行器的坐标包括：分别通过设置在控制端的卫星定位模块和设置在水面航行器上的卫星定位模块获得控制端和水面航行器的卫星定位坐标。
本发明实施的优点：本发明所述的基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法，应用于由控制端控制水面航行器，所述水面航行器目标定位方法包括以下步骤：分别获取控制端和水面航行器的坐标；操作者采用控制端指示目标点；控制端获取目标点相对于控制端的方向角和水平距离；结合控制端的坐标计算出目标点坐标，并通过数据链传送给水面航行器；水面航行器接收目标点坐标后结合自身坐标计算出目标点相对于自身的方向；水面航行器利用姿态传感器的航向反馈自动转向目标；可以直观地允许操作者指示目标位置，从而水面航行器可自动驶向目标；在目标可见范围内实现水面航行器自动驾驶，提升设备操作体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的一种基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法示意图；
图2为本发明所述的水面航行器目标定位方法实现示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法，应用于由控制端控制水面航行器，所述控制端设有激光测距模块、卫星定位模块和姿态传感器，所述水面航行器设有卫星定位模块和姿态传感器，所述水面航行器目标定位方法包括以下步骤：
步骤S1：分别获取控制端和水面航行器的坐标；
分别通过设置在控制端的卫星定位模块和设置在水面航行器上的卫星定位模块获得控制端和水面航行器的卫星定位坐标，并分别由控制端和水面航行器的处理器及存储装置进行保存。
步骤S2：操作者采用控制端指示目标点；
由操作者操作控制端激光测距模块指示一个目标点。
步骤S3：控制端获取目标点相对于控制端的方向角和水平距离；
此时通过设置在控制端的激光测距模块测出控制端距目标点距离LO,光束水平角a，光束俯角b，并输出到控制端的处理器中。
步骤S4：结合控制端的坐标计算出目标点坐标，并通过数据链传送给水面航行器；
设控制端的坐标为经度O1，纬度O2；
根据纬度O2查表得到该维度的经度系数k1，纬度系数为固定值k2；
设水面航行器的坐标为经度A1，纬度A2；
激光测距模块输出控制端距目标点距离LO,光束水平角a，光束俯角b；
则目标点距控制端的水平距离为LOcos(b)；
此时，可获得目标点的坐标经度B1，纬度B2如下：
Figure BDA0001933927260000041
Figure BDA0001933927260000042
然后将目标点的坐标通过数据链发送给水面航行器。
步骤S5：水面航行器接收目标点坐标后结合自身坐标计算出目标点相对于自身的方向；
目标点距水面航行器的距离：
Figure BDA0001933927260000043
目标点相对水面航行器的水平方向角c：
Figure BDA0001933927260000044
对上述方程求解即可得到水平方向角c。
步骤S6：水面航行器利用姿态传感器的航向反馈自动转向目标。
水面航行器接收到目标的坐标后结合自身的卫星定位坐标，计算出目标相对于自身的方向，利用姿态传感器的航向反馈，自动转向目标。
本发明实施的优点：本发明所述的基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法，应用于由控制端控制水面航行器，所述水面航行器目标定位方法包括以下步骤：分别获取控制端和水面航行器的坐标；操作者采用控制端指示目标点；控制端获取目标点相对于控制端的方向角和水平距离；结合控制端的坐标计算出目标点坐标，并通过数据链传送给水面航行器；水面航行器接收目标点坐标后结合自身坐标计算出目标点相对于自身的方向；水面航行器利用姿态传感器的航向反馈自动转向目标；可以直观地允许操作者指示目标位置，从而水面航行器可自动驶向目标；在目标可见范围内实现水面航行器自动驾驶，提升设备操作体验。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法，其特征在于，应用于由控制端控制水面航行器，所述控制端设有激光测距模块、卫星定位模块和姿态传感器，所述水面航行器设有卫星定位模块和姿态传感器，所述水面航行器目标定位方法包括以下步骤：
分别获取控制端和水面航行器的坐标；
操作者采用控制端指示目标点；
控制端获取目标点相对于控制端的方向角和水平距离；
结合控制端的坐标计算出目标点坐标，并通过数据链传送给水面航行器；
水面航行器接收目标点坐标后结合自身坐标计算出目标点相对于自身的方向；
水面航行器利用姿态传感器的航向反馈自动转向目标。
2.根据权利要求1所述的基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法，其特征在于，所述水面航行器目标定位方法包括：
设控制端的坐标为经度O1，纬度O2；
根据纬度O2查表得到该维度的经度系数k1，纬度系数为固定值k2；
设水面航行器的坐标为经度A1，纬度A2；
激光测距模块输出控制端距目标点距离LO,光束水平角a，光束俯角b；
则目标点距控制端的水平距离为LOcos(b)；
此时，可获得目标点的坐标经度B1，纬度B2如下：
Figure FDA0001933927250000011
Figure FDA0001933927250000012
目标点距水面航行器的距离：
Figure FDA0001933927250000013
目标点相对水面航行器的水平方向角c：
Figure FDA0001933927250000014
对上述方程求解即可得到水平方向角c。
3.根据权利要求1所述的基于卫星定位和激光测距的水面航行器目标定位方法，其特征在于，所述分别获取控制端和水面航行器的坐标包括：分别通过设置在控制端的卫星定位模块和设置在水面航行器上的卫星定位模块获得控制端和水面航行器的卫星定位坐标。
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