[发明专利]水下航行器与基站的光引导自动对接方法及装置

权利要求书

1.一种水下航行器与基站的光引导自动对接方法；包括固定光源和设置有四象限光电探测器的航行器；其特征是：步骤如下：

通过光源发出光线；

光源发出光线照射到航行器的四象限光电探测器上，形成光斑；

根据光斑在四象限光电探测器上所在的位置进行航行器的航向姿态调整。

2.根据权利要求1所述的水下航行器与基站的光引导自动对接方法，其特征是：所述光线通过凸透镜形成光斑。

3.根据权利要求2所述的水下航行器与基站的光引导自动对接方法，其特征是：根据四象限光电探测器上光斑所在的位置判断光源与航行器之间的角度偏差，再根据角度偏差调整航行器的航向姿态。

4.根据权利要求3所述的水下航行器与基站的光引导自动对接方法，其特征是：所述光斑在四象限光电探测器中时，航行器的航向姿态调整如下：

当光斑在第一象限的时候，航行器左偏下潜；

当光斑在第二象限的时候，航行器右偏下潜；

当光斑在第三象限的时候，航行器右偏抬艏；

当光斑在第四象限的时候，航行器左偏抬艏；

当光斑在第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限正中间的时候，航行器保持向前。

5.根据权利要求4所述的水下航行器与基站的光引导自动对接方法，其特征是：所述光斑在四象限光电探测器中的象限判断方法如下：

△X为光斑在四象限光电探测器的X轴的移动；△Y为光斑在四象限光电探测器的Y轴的移动；A为光斑在第一象限内的感光面积；B为光斑在第二象限内的感光面积；C为光斑在第三象限内的感光面积；D为光斑在第四象限内的感光面积，通过以下公式进行光斑的位置判断；

△X=(A+D)-(B+C)；

△Y=(A+B)-(C+D)；

△X=0；△Y=0时，光斑在第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限正中间，航行器向前运动；

△X>0；△Y>0时，光斑在第一象限，航行器左偏下潜；

△X<0；△Y>0时，光斑在第二象限，航行器右偏下潜；

△X<0；△Y<0时，光斑在第三象限，航行器右偏抬艏；

△X>0；△Y<0时，光斑在第四象限，航行器左偏抬艏。

6.水下航行器与基站的光引导自动对接装置，包括信号源与信号接收调整装置；其特征是：所述信号源为固定的光源；所述信号接收调整装置为固定在航行器上的四象限光电探测器；

所述光源包括灯壳（11），所述灯壳（11）上从内到外依次设置有反光镜（12）、高亮光源（13）以及滤光片（14）；

所述四象限光电探测器包括凸透镜（20）和控制器（24），所述控制器（24）上依次连接有A/D采样电路（23）、前置放大电路（22）以及四象限信号线（21）；

所述凸透镜（20）设置在四象限信号线（21）的一侧；

控制器（24）还连接有俯仰角和航向角调节（25），所述俯仰角和航向角调节（25）与水下航行器的动力系统相互连接。

7.根据权利要求6所述的水下航行器与基站的光引导自动对接装置，其特征是：所述光源发出锥形发散的单色光，所述单色光为波长在850纳米的近红外光，锥角范围在15°～30°。