[发明专利]视觉伺服的仿生水下机器人悬停控制方法、系统和装置在审
| 申请号： | 201910732553.9 | 申请日： | 2019-08-09 |
| 公开（公告）号： | CN110488847A | 公开（公告）日： | 2019-11-22 |
| 发明（设计）人： | 王睿;张天栋;王宇;白舸;王硕;谭民 | 申请（专利权）人： | 中国科学院自动化研究所 |
| 主分类号： | G05D1/06 | 分类号： | G05D1/06 |
| 代理公司： | 11576 北京市恒有知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 郭文浩;尹文会<国际申请>=<国际公布> |
| 地址： | 100190 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明属于仿生学领域，具体涉及一种视觉伺服的仿生水下机器人悬停控制方法、系统和装置，旨在为了解决现有技术中缺少仿生水下机器人的悬停控制方法，而现有悬停控制方法无法实现仿生水下机器人悬停控制的问题。本发明通过图像采集装置采集目标物体的图像数据，得到目标物体与仿生水下机器人的实际距离和目标物体的实际图像特征；通过悬停控制器将图像特征误差及距离误差空间映射至期望速度空间，基于实际速度与期望速度之间的速度误差，通过速度控制器获取仿生水下机器人的动力学控制量，根据动力学控制量对仿生水下机器人进行实时悬停控制。本发明能够稳定控制仿生水下机器人实现自主悬停，且具有一定的抗干扰能力。 | ||
| 搜索关键词： | 仿生水下机器人 悬停 动力学控制量 目标物体 图像采集装置 抗干扰能力 速度控制器 采集目标 距离误差 空间映射 实际距离 实际图像 视觉伺服 速度空间 速度误差 图像数据 图像特征 稳定控制 控制器 期望 | ||
【主权项】：
1.一种视觉伺服的仿生水下机器人悬停控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤S100，设置仿生水下机器人的悬停位置与目标物体的距离作为期望距离；设置所述目标物体在采集图像中的图像平面坐标作为期望图像特征；所述采集图像通过设置于所述仿生水下机器人上的图像采集装置采集得到；/n步骤S200，基于Tn时刻包含目标物体的图像数据，通过图像定位和测距技术获取Tn时刻所述目标物体在所述仿生水下机器人随体坐标系下的三维坐标和所述目标物体与所述仿生水下机器人的实际距离，并将所述目标物体在所述设定侧图像中的图像平面坐标作为实际图像特征；/n步骤S300，基于所述期望图像特征和所述实际图像特征间的图像特征误差，通过基于PID算法建立的第一悬停控制器获取Tn时刻第一期望速度；基于所述期望距离和所述实际距离间的距离误差，通过基于PID算法建立的第二悬停控制器获取Tn时刻第二期望速度；基于所述第一期望速度和所述第二期望速度输出Tn时刻最终期望速度；/n步骤S400，基于所述Tn时刻最终期望速度和Tn时刻实际速度间的速度误差，通过基于PID算法建立的速度控制器获取Tn时刻仿生水下机器人的动力学控制量，并基于该动力学控制量对所述仿生水下机器人进行动力学控制；所述动力学控制量包括进退方向推进力、深度方向推进力、偏航力矩；/n步骤S500，按照设定的时间间隔重复步骤S200至步骤S400进行所述仿生水下机器人的悬停控制。/n
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