[实用新型]一种多传感器隧洞定位系统

说明书

本实用新型公开了一种多传感器隧洞定位系统，包括中央处理器、若干个用于测量机器人与隧洞洞壁之间的距离信息的测距声呐、一个用于获得机器人的首相角信息的姿态传感器和一个用于获得机器人在水中的深度信息的深度计，所述中央处理器与测距声呐连接同时接收测距声呐测量的机器人与隧洞洞壁之间的距离信息，所述中央处理器与姿态传感器连接同时接收姿态传感器获得的机器人的首相角信息，所述中央处理器与深度计连接同时接收深度计获得的机器人在水中的深度信息。本实用新型设计合理，能够有效提高水下机器人在隧洞中的定位精确度，降低设备成本。

技术领域

本实用新型涉及水下隧洞定位技术领域，具体涉及一种多传感器隧洞定位系统。

背景技术

随着自动控制，电子计算机和能源技术的快速发展，水下智能航行器的应用越来越广泛。实现水下的自主定位是水下智能航行器在水下活动的一个关键。为了保障水下智能航行器的导航定位，水下智能航行器大多都会安装捷联惯性导航系统和多普勒计程仪进行船位推算。

捷联惯性导航系统将加速度计和陀螺直接安装在载体上，陀螺仪敏感载体的角速度信息，加速度计敏感载体的比力信息，这些信息都是相对于惯性空间的；然后通过数学平台将加速度计测得的比例信息由载体坐标系转换到导航坐标系，从而进行导航参数计算。捷联惯性导航系统的加速度信息通过积分可以获得速度信息，但是这个速度信息并不是十分准确，需要通过多普勒计程仪的速度信息对其进行校准。

但是，当水下智能机器人在隧洞中运行时，由于隧洞尺寸的限制，会使多普勒计程仪的功能失效，失去多普勒计程仪对捷联贯性导航系统的速度校准，会使整个导航定位系统精度降低，从而无法实现机器人位于隧洞内的定位。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提供了一种设计合理，能够有效提高水下机器人在隧洞中的定位精确度的多传感器隧洞定位系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种多传感器隧洞定位系统，包括中央处理器、若干个用于测量机器人与隧洞洞壁之间的距离信息的测距声呐、一个用于获得机器人的首相角信息的姿态传感器和一个用于获得机器人在水中的深度信息的深度计，所述中央处理器与测距声呐连接同时接收测距声呐测量的机器人与隧洞洞壁之间的距离信息，所述中央处理器与姿态传感器连接同时接收姿态传感器获得的机器人的首相角信息，所述中央处理器与深度计连接同时接收深度计获得的机器人在水中的深度信息。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述中央处理器包括数据接收及处理模块、存储模块、定位模块和通讯模块，所述数据接收及处理模块分别与存储模块、通讯模块连接，所述定位模块和通讯模块连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述定位模块为GPS定位模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述测距声呐为四个以上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所提供的多传感器定位系统可以有效的实现智能水下机器人在隧洞的定位功能，利用中央处理器中的数据接收及处理模块对测距声呐、姿态传感器和深度计收集的信息进行分析对比以及处理，再利用基于决策树的多类支持向量机的算法，实现隧洞中的位置匹配，是一种实用的隧洞定位系统；同时避免使用传统水下导航系统的捷联惯导系统，设备成本大大降低。

附图说明

图1为本实用新型定位方法流程示意图；

图2为本实用新型隧洞走向信号特征提取流程图；

图3为本实用新型下拐点、上拐点、下拐上拐值、下拐上拐差的定义示意图；

图4为对应于图3的决策树示意图；

图5为本实用新型上拐点、下拐点、上拐下拐值、上拐下拐差的定义示意图；