CN113110531B - 一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法 - Google Patents

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    • G05D1/04—Control of altitude or depth
    • G05D1/06—Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0692—Rate of change of altitude or depth specially adapted for under-water vehicles

Abstract

本发明公开了一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法，包括：实时获取水下机器人和待洗船只的电子罗盘数据，并根据电子罗盘数据调整机器人航向，使其与待洗船只的航向平行；根据水下机器人与待洗船只之间的相对距离，自动生成机器人平移指令；按照机器人平移指令控制水下机器人靠近待洗船只平移，直至二者之间的相对距离小于第一预设距离；根据清洗部件安装在水下机器人的具体位置信息，调整水下机器人的姿态，使清洗部件朝向待洗船只，并控制水下机器人保持当前姿态向待洗船只平移，直至二者之间的相对距离小于第二预设距离，贴壁动作完成。本发明无需人为操控，便能实现水下机器人与待洗船只的贴壁动作，不仅调整时间短，且贴壁位置准确。

Description

一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法
技术领域
本发明涉及船只清洗技术领域，更具体的说是涉及一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法。
背景技术
船只在经过常年的航行之后，会在其吃水线以下的船体外壳上形成一层厚厚的垢层，航行一段时间后，需对其进行清洗。目前，可以采用潜水员对船只进行人工清洗，但是该方法存在费时费力，清洗效率较低。也可以采用水下机器人进行清洗作业，但是现有的水下机器人在水中进行清洗作业前，需要让机器人与待清洗船壁贴近，然后才能开始进行清洗作业，只能采用人眼观察机器人姿态，通过远程遥控方式进行姿态调整以及贴壁动作，调整过程周期很长，同时由于海浪的影响，会影响水面观察视野，影响人工操作精度，在海水中由于可见度影响，也会对人工操作精度造成影响，会大幅增加调整时间，因此，其清洗效率仍然不高。
因此，如何提供一种无需人工操控，便能自动实现实现水下机器人与船只快速贴壁的自动贴壁方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法，无需人为操控，便能实现水下机器人与待洗船只的贴壁动作，不仅调整时间短，且贴壁位置准确。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法，包括：
S1、实时获取水下机器人和待洗船只的电子罗盘数据，并根据所述电子罗盘数据调整水下机器人航向，使其与待洗船只的航向平行；
S2、根据水下机器人与待洗船只之间的相对距离，自动生成机器人平移指令；
S3、按照所述机器人平移指令控制水下机器人靠近待洗船只平移，直至二者之间的相对距离小于第一预设距离；
S4、根据清洗部件安装在水下机器人的具体位置信息，调整水下机器人的姿态，使清洗部件朝向待洗船只，并控制水下机器人保持当前姿态向待洗船只平移，直至二者之间的相对距离小于第二预设距离，贴壁动作完成。
优选的，在上述一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法中，S2中，利用GPS方法获取水下机器人的当前所处位置，利用AIS系统获得待洗船只的当前所处位置，并结合水下机器人的当前所处位置和待洗船只的当前所处位置，计算水下机器人与待洗船只之间的相对距离。
优选的，在上述一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法中，S3中所述第一预设距离的取值范围为1～10米；S4中所述第二预设距离的取值为0～1米。
优选的，在上述一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法中，S4中，当水下机器人的清洗部件朝向待洗船只时，不需调整水下机器人的姿态；当水下机器人的清洗部件远离待洗船只时，根据清洗部件安装在水下机器人的具体位置信息和水下机器人的航向信息，生成目标翻转角度，并控制水下机器人按照目标翻转角度做横滚动作，直至清洗部件朝向待洗船只。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法，当水下机器人上电开始正常运转之后，用吊车将水下机器人放入水中，之后根据水下机器人和待洗船只的相对位置，自动控制水下机器人运动航向，向船只靠近，之后做相关姿态调整的动作，实现水下机器人对于待洗船只的贴壁功能，该过程无需操作人员实时监视和调整水下机器人的姿态，自动化程度高，且不受水中可见度的影响，无需增加额外辅助设备，不需要人工进行操控，大幅度减少贴壁所需时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法的流程图。
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所示，本发明实施例公开了一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法，包括以下步骤：
S1、实时获取水下机器人和待洗船只的电子罗盘数据，并根据电子罗盘数据调整水下机器人航向，使其与待洗船只的航向平行；
S2、根据水下机器人与待洗船只之间的相对距离，自动生成机器人平移指令；
S3、按照机器人平移指令控制水下机器人靠近待洗船只平移，直至二者之间的相对距离小于第一预设距离；
S4、根据清洗部件安装在水下机器人的具体位置信息，调整水下机器人的姿态，使清洗部件朝向待洗船只，并控制水下机器人保持当前姿态向待洗船只平移，直至二者之间的相对距离小于第二预设距离，贴壁动作完成。
在一个具体实施例中，S1中水下机器人当前所处航向不仅可以通过其自身的电子罗盘数据得出，并通过水下机器人自身携带的水平推进器或螺旋桨自动调整其航向，使其与待洗船只的航向平行；还可以通过操作人员根据待洗船只当前所处航向手动输入水下机器人的目标航向，使水下机器人根据输入的目标航向进行航向的自适应调整。
在其他实施例中，S2中，利用GPS方法获取水下机器人的当前所处位置，利用AIS系统获得待洗船只的当前所处位置，并结合水下机器人的当前所处位置和待洗船只的当前所处位置，计算水下机器人与待洗船只之间的相对距离。水下机器人可以采用SBL或USBL进行水下定位，以实现对水下机器人所处位置的准确判断。
在一个实施例中，S3中第一预设距离的取值范围为1～10米；S4中第二预设距离的取值为0～1米。本实施例中第一预设距离的取值为1，第二预设距离的取值为0.5.
水下机器人朝向待洗船只左/右平移的过程中，还每间隔一定的采样时间采集二者之间的相对距离，并判断相对距离是否小于1米，当小于1米时，停止平移，采样时间可以设置为5s。
S4中当水下机器人的清洗部件朝向待洗船只时，不需调整水下机器人的姿态；当水下机器人的清洗部件远离待洗船只时，控制水下机器人做横滚动作，直至清洗部件朝向待洗船只。当水下机器人的多面均安装有清洗部件，或清洗部件朝向待洗船只时，不需要做翻转动作；当水下机器人仅有一面安装有清洗部件时，且清洗部件未朝向待洗船只，则需要控制水下机器人做翻转动作，当水下机器人做翻转动作时，每间隔5s，采集其当前所处角度，判断其是否翻转90°，若未达到90°，则继续翻滚5s，直至其翻滚至90°，并判断此时清洗部件是否朝向待洗船只，若仍然没有，则继续翻转，直至翻转至目标翻转角度，使清洗部件朝向待洗船只。水下机器人姿态调整完毕后，即清洗部件正对待洗船只后，继续控制水下机器人保持当前姿态靠近船只平移，当二者之间的相对距离小于0.5米时，保持姿态不变，贴壁动作完成。
本实施例中，预先存储有清洗部件位于水下机器人的具体方位信息，根据预先存储的方位信息和水下机器人当前的航向信息，控制水下机器人的翻转方向和翻转角度，最终实现清洗部件相对待洗船只的贴壁动作。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法，其特征在于，包括：
S1、实时获取水下机器人和待洗船只的电子罗盘数据，并根据所述电子罗盘数据调整水下机器人航向，使其与待洗船只的航向平行；
S2、根据水下机器人与待洗船只之间的相对距离，自动生成机器人平移指令；
S3、按照所述机器人平移指令控制水下机器人靠近待洗船只平移，直至二者之间的相对距离小于第一预设距离；
S4、根据清洗部件安装在水下机器人的具体位置信息，调整水下机器人的姿态，使清洗部件朝向待洗船只，并控制水下机器人保持当前姿态向待洗船只平移，直至二者之间的相对距离小于第二预设距离，贴壁动作完成；
S4中，当水下机器人的清洗部件朝向待洗船只时，不需调整水下机器人的姿态；当水下机器人的清洗部件远离待洗船只时，根据清洗部件安装在水下机器人的具体位置信息和水下机器人的航向信息，生成目标翻转角度，并控制水下机器人按照目标翻转角度做横滚动作，直至清洗部件朝向待洗船只。
2.根据权利要求1所述的一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法，其特征在于，S2中，利用GPS方法获取水下机器人的当前所处位置，利用AIS系统获得待洗船只的当前所处位置，并结合水下机器人的当前所处位置和待洗船只的当前所处位置，计算水下机器人与待洗船只之间的相对距离。
3.根据权利要求1所述的一种水下机器人与待洗船只的自动贴壁方法，其特征在于，S3中所述第一预设距离的取值范围为1～10米；S4中所述第二预设距离的取值范围为0～1米。
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