1.本发明涉及水下航行器领域，尤其涉及一种自主水下航行器指定点漂浮模式的控制方法。
背景技术：
2.自主水下航行器(autonomous underwater vehicle，auv)是一种无人、无缆式水下机器人，具有自主导航、自主航行的功能，可通过搭载不同的设备实现不同的水下探测任务，如水下目标探测、水底成像、水下摄像、水文数据采集等。
3.通常auv在执行完任务后会漂浮在水面，等待操控人员下达下一个任务。如果操控人员需要较长时间才下达任务，则auv将长时间漂浮在水面上，此时如果没有人为干预，auv将随着风浪或者流飘走。
4.本发明提出一种指定点漂浮模式，在该模式下，auv只要超出指定点为圆心一定半径，auv能自主航行到指定点。在公开的文献、期刊中还没有这种方式。现有技术只能通过人为实时监测auv在水面的状态，当auv飘走时，需要人为干预，让auv航行到指定位置。
技术实现要素：
5.本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种自主水下航行器指定点漂浮模式的控制方法，实现无需人为监测、干预，auv能自主检测当前位置，并判断当前位置与指定点的距离，当超出一定距离后，auv能自主航行到指定点的方法。
6.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种自主水下航行器指定点漂浮模式的控制方法，该方法步骤如下
7.(1)auv当前位置(x，y)更新时，auv实时计算当前位置与漂浮模式的指定点坐标(x0，y0)的距离d；
8.(2)将距离d与预设的指定点漂浮的区域半径d作比较；若d≤d，则返回步骤(1)，若d＞d，执行步骤(3)，
9.(3)执行auv航行到指定点任务，具体过程如下：
10.(3.1)auv计算当前位置(x，y)与指定点坐标(x0，y0)的角度α，作为auv定向航行的角度，并设定到达指定点的半径r，r＜d；
11.(3.2)auv朝角度α自主定向航行；并实时计算当前位置(x，y)与指定点坐标(x0，y0)的距离d；
12.(3.3)若d≤r，则判定auv已经到达指定点，任务结束；若d＞r，则判断任务执行时间是否超过执行任务的最大时间阈值；若未超过，则返回步骤(3.2)；若超过，则执行任务超时，任务结束；
13.(3.4)任务结束后继续执行步骤(1)。
14.进一步地，步骤(3.3)中，若执行任务超时，则任务结束，若此时d＜d，则认为auv已经到达了漂浮区域范围内，并将d作为下一次到达指定点的半径r，即r＝d；若d≥d，则auv还
没有达到指定点漂浮范围内，将d作为下一次指定点漂浮的区域半径d，即d＝d。本发明的有益效果：本发明的优点是无需人为干预，auv能自主监测当前位置与指定点的距离，只要auv超出指定点为圆心一定半径，auv能自主航行到指定点；并能根据实际航行情况，自适应地更新到达指定点的半径和指定点漂浮的区域半径。
附图说明
15.图1为auv指定点漂浮模式流程图；
16.图2为指定点漂浮模式示意图；
17.图3为auv执行航行到指定点任务流程图；
18.图4为航行角度示意图。
具体实施方式
19.以下结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
20.本发明提供了一种自主水下航行器指定点漂浮模式的控制方法，auv只要超出指定点为圆心一定半径，auv能自主航行到指定点，无需人为干预；本发明具体流程图如图1所示，示意图如图2所示，(x0，y0)为指定点坐标，(x，y)为auv实时坐标，d为auv实时坐标与指定点坐标的距离，d为预设区域半径。本发明方法具体过程如下：
21.1)上位机给auv下达指定点漂浮模式指令，auv收到指令后，记录auv当前所在的位置，作为指定点的坐标(x0，y0)；
22.2)auv实时计算当前位置(x，y)与(x0，y0)的距离d，
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3)若d≤d，说明auv在指定漂浮范围内，继续实时监测；若d＞d，说明auv超出了指定漂浮范围，需要执行航行到指定点任务；
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4)执行航行到指定点任务，即auv从当前位置自主航行到指定点；若到达指定点任务结束，则auv继续实时监测当前位置与指定点位置的距离。auv执行航行到指定点任务流程图如图3所示，任务执行前记录初始时刻t0，t为预设的执行任务的最大时间，r为预设到达指定点的半径(r＜d)：
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a)auv计算当前位置(x，y)与指定点坐标(x0，y0)的角度α，作为auv定向航行的角度，如图4所示；
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b)auv朝角度α自主定向航行；
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c)auv实时计算当前位置(x，y)与(x0，y0)的距离d；
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d)若d≤r，则判定auv已经到达指定点，任务结束。若d＞r，则auv还未到达指定点，此时判断执行时间t-t0是否超过执行任务的最大时间t，其中t为当前时间。若t-t0＜t，则继续执行航行到指定点任务；若t-t0≥t，则执行任务超时，任务结束，若此时d＜d，则认为auv已经到达了漂浮区域范围内，并将d作为下一次到达指定点的半径r，即r＝d；若d≥d，则auv还没有达到指定点漂浮范围内，将d作为下一次指定点漂浮的区域半径d，即d＝d；
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e)任务结束后回到步骤2)。
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上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种自主水下航行器指定点漂浮模式的控制方法，其特征在于，该方法步骤如下(1)auv当前位置(x,y)更新时，auv实时计算当前位置与漂浮模式的指定点坐标(x0,y0)的距离d；(2)将距离d与预设的指定点漂浮的区域半径d作比较；若d≤d，则返回步骤(1)，若d＞d，执行步骤(3)，(3)执行auv航行到指定点任务，具体过程如下：(3.1)auv计算当前位置(x,y)与指定点坐标(x0,y0)的角度α，作为auv定向航行的角度，并设定到达指定点的半径r，r＜d；(3.2)auv朝角度α自主定向航行；并实时计算当前位置(x,y)与指定点坐标(x0,y0)的距离d；(3.3)若d≤r，则判定auv已经到达指定点，任务结束；若d＞r，则判断任务执行时间是否超过执行任务的最大时间阈值；若未超过，则返回步骤(3.2)；若超过，则执行任务超时，任务结束；(3.4)任务结束后继续执行步骤(1)。2.根据权利要求1所述的一种自主水下航行器指定点漂浮模式及控制方法，其特征在于，步骤(3.3)中，若执行任务超时，则任务结束，若此时d＜d，则认为auv已经到达了漂浮区域范围内，并将d作为下一次到达指定点的半径r，即r＝d；若d≥d，则auv还没有达到指定点漂浮范围内，将d作为下一次指定点漂浮的区域半径d，即d＝d。
技术总结
本发明公开了一种自主水下航行器指定点漂浮模式的控制方法，AUV实时计算与漂浮的指定点的距离，与指定点漂浮的区域半径作比较；当超过区域半径时执行AUV航行到指定点任务，设定到达指定点的半径；AUV朝指定点定向航行；并实时计算与指定点的距离；AUV到达指定点范围内，则任务结束，继续监测，若执行任务时间超过最大时间；则任务结束，并更新到达指定点的半径或者更新指定点漂浮的区域半径。本发明无需人为干预，AUV能自主监测当前位置与指定点的距离，只要AUV超出指定点为圆心一定半径，AUV能自主航行到指定点，并能根据实际航行情况，自适应地更新到达指定点的半径和指定点漂浮的区域半径。浮的区域半径。浮的区域半径。
技术研发人员：张明
受保护的技术使用者：浙江九段智能科技有限公司
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2022/3/22
再多了解一些
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