[发明专利]一种水下机器人自主坐底控制方法

说明书

本发明涉及一种水下机器人自主坐底控制方法，步骤包括：当水下机器人执行水下航行探测任务需要驻底时，执行向下坐底控制步骤；在坐底过程中，执行识别坐底地形坡度和是否被泥沙等沉积物覆盖的步骤；若坐底地形坡度需要调整或被泥沙等沉积物覆盖，执行坐底上浮程步骤；通过上述步骤1‑3重复迭代，完成水下机器人在海底的自主迭代坐底过程，使得水下机器人达到稳固坐底、防止被掩埋。本发明的水下机器人自主坐底控制方法，通过坐底控制过程和防沉积物埋没过程达到坐底驻留静默的要求，实现水下机器人节省能耗、延长探测作业时间的目的。

技术领域

本发明属于水下机器人智能控制技术领域具体地说是一种水下机器人自主坐底控制方法。

背景技术

随着水下机器人坐底探测作业和长期驻底静默的需求不断增加以及对续航力要求的不断提高，水下机器人坐底控制技术成为亟需解决的重要工程技术，且由于复杂多变的海底涌流会引起沉积物和泥沙等掩埋水下机器人，那么如何自主决策并执行防埋没的系列行为也是必须考虑的难题，因此水下机器人自主坐底控制策略研究具有较大实际意义和应用价值。

以往水下机器人执行坐底作业都是：1)人为控制；2)坐底时间不长，无法实现自主长期驻留；3)且对水下机器人易被沉积物和泥沙埋没的风险缺少自主防控能力。

因此，研究水下机器人自主坐底控制方法，解决水下机器人合理坐底流程及防沉积物埋没问题，提高水下机器人坐底驻留的安全性和规范化，是目前水下机器人坐底需要重点解决的实际难题。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷和不足，本发明针对现有水下机器人难以自主坐底或坐底流程缺乏合理性，提出了一种水下机器人自主坐底控制方法，有助于实现水下机器人自主长期坐底，并在坐底过程中识别坐底地形坡度和是否被泥沙等沉积物覆盖，从而调整坐底过程使得水下机器人达到稳固坐底以及防止被掩埋，延长探测作业时间、节省能耗，完成水下机器人在海底的探测任务。

本发明解决其问题所采用的技术方案如下：一种水下机器人自主坐底控制方法，包括：

当水下机器人执行水下航行探测任务需要驻底时，执行向下坐底控制步骤；

在坐底过程中，执行识别坐底地形坡度和是否被泥沙等沉积物覆盖的步骤；

若坐底地形坡度需要调整或被泥沙等沉积物覆盖，执行坐底上浮程步骤；

通过上述步骤1-3重复迭代，完成水下机器人在海底的自主迭代坐底过程，使得水下机器人达到稳固坐底、防止被掩埋。

所述向下坐底控制步骤包括：

水下机器人自主航行到达预设着底位置后，开始坐底控制过程，所述坐底控制过程包括以下过程：准备坐底、极低速坐底、稳固坐底；

所述准备坐底为通过调整水下机器人本体的倾斜角度和离底高度，使得水下机器人本体悬停在距离海底的设定高度；

所述极速坐底为控制水下机器人本体倾斜角度为零的情况下使其在规定时间范围内以预设的向下垂向速度迅速向下坐底；

所述稳固坐底包括调整水下机器人的变浮力调节系统为全部吸水，使水下机器人净浮力为最大负浮力状态，使得水下机器人负重最大，完成坐底过程。

所述调整水下机器人本体的倾斜角度是通过控制调平纵倾角来实现的，所述调整水下机器人本体的离底高度为通过控制垂向速度下潜至合适的离底高度，所述离底高度是根据当前预驻底海底地形和水下机器人自身本地轮廓以及下潜的垂向速度来确定的。

所述坐底成功的判断包括：

保持纵倾角为零且控制向下垂向速度不大于预设速度，且深度连续保持的时间达到预设阈值时认为坐底成功。

所述识别坐底地形坡度包括：