[发明专利]水下作业级ROV的导航仿真系统及其控制方法

摘要

本发明涉及水下机器人控制技术领域，具体涉及一种水下作业级ROV的导航仿真系统及其使用方法。本发明为了解决现有的控制技术多个传感器发生故障时，工程人员无法快速找到问题发生的部位并了解系统的整体运行情况，并且没有校正系统接收的控制信号，使输出信号不稳定的问题，本发明的导航仿真系统包括下位机和上位机，所述下位机用于模拟数据采集处理并对水下的ROV下达控制指令，所述上位机用于数据的分析与显示，本发明的控制方法采用卡尔曼滤波算法进行姿态解算；并利用上位机后台算法对水下作业级ROV的控制面板输入的信号进行降噪，滤波，补偿等处理，对输出信号进行PID等控制信号校正，本发明可用于实现海洋油管修补等高难度水下作业。

主权项

水下作业级ROV的导航仿真系统，其特征在于，包括下位机和上位机，所述下位机用于模拟数据的采集和处理；下位机为一个ROV模型，内部包括加速度计、陀螺仪、磁罗盘、气压计和核心控制器，所述加速度计、陀螺仪和磁罗盘用于采集ROV模型状态信息，所述气压计通过测量的气压值得到高度信息，模拟水下作业级ROV中的深度计测量的深度信息；所述核心控制器包括GPIO端口，数模转换模块，用于模拟水下作业级ROV的操控台，处理加速度计、陀螺仪和磁罗盘采集的ROV模型状态信息并将其传递给上位机；所述ROV模型外部结构包括转动部件和固定部件，转动部件包括第一螺旋桨、第二螺旋桨、第三螺旋桨、第四螺旋桨、第五螺旋桨、第六螺旋桨、第七螺旋桨、五自由度机械臂和七自由度机械臂；固定部件包括电子舱、油箱和机架；所述上位机用于数据的分析与显示并对水下的ROV下达控制指令；上位机包括数据处理模块和虚拟仪表，所述数据处理模块用于将模拟ROV状态信息反馈数据进行汇总并整理成直观的仪表数据，用于显示模拟ROV状态和深度信息。