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深海采矿机器的定位方法研究
发布时间:2010.06.04 新闻来源:山东泰杰重工机械有限公司 浏览次数:
    深海底蕴藏着丰富的曰‘产资源,深海作业技术的研究,对矿产资源的可持续利用具有重要的战略意义,继航空航天开发之后,6000m深海底采矿技术已经成为世界各国的一个新的艰巨挑战,作为深海采矿的载体,深海底采矿机器行走于6000m深海底“极稀软’沉积物底质,作业环境为无自然光、高压、未知复杂环境,要求能在未知的复杂海底环境中,以一定的精度按照预定的轨迹行驶采矿,其控制质量的好坏直接关系到我国大洋战略开发的实施质量,自主定位技术是移动机器人进行导航和路径规划的基础,是提高机器人自主能力的关键技术。对采矿机器人进行精确控制的前提是定位问题,准确快速地获得机器人的位置信息是控制问题的基础。    ‘
    目前,在水下机器人位置控制和导航中应用最多的是水声定位系统l”l和航位推算定位系统。由于受到数据延时、数据刷新频率的影响,水声定位系统的精度…般较低。航位推算(DR)是根据速度、位置和方向变化,实时推算出运动体新的位置估计的一种导航定位方法,但由于传感器的误差,航位推算系统不可避免地存在累计误差。近年来,组合导航技术备受学者关注,在卡尔曼滤波算法和多传感器信息融合组合导航方面取得了~些研究成果[7-11]。本文针对深海底采矿机器人的定位这一复杂问题,应用新息卡尔曼滤波算法,提出厂一种基于伪长基线和航位推算(PLBIJDR)的组合导航方法和滤波器结构,应用于深海采矿机器人的位置估计,仿真结果验证了该方法的可行性。
     伪长基线定位方法示意图。下标,表示的是大地坐标系中的值,下标6表示的是机器人坐标系中的值。机器人.E装有换能器,两个固定参考站点上装有应答器。由水下机器人发出问讯信号,参考站点收到问讯信号后作出应答。通过传输时间的计算,可以计算出机器人换能器分别至两参考站点的距离。
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