基于传感网络的水下机器人控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109189096A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201811157655.4(22)申请日2018.09.30(71)申请人华侨大学地址362000福建省泉州市丰泽区(72)发明人莫毓昌蔡绍滨高振国(74)专利代理机构泉州市众创致远专利代理事务所(特殊普通合伙)35241代理人耿岩(51)Int.Cl.G05D1/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称基于传感网络的水下机器人控制系统(57)摘要本发明公开了基于传感网络的水下机器人控制系统，包括距离测量模块和主控模块，两者通过CAN总线连接，所述距离测量模块由下述部分组成：超声波换能器。本发明距离测量模块、主控模块、超声波换能器、超声波驱动电路和数据采集系统，将具有时效性的方位数据与神经网络的避障模型相结合，建立精密的超声波测距模块和主控模块设计，来完善水下机器人的外界障碍的识别能力，提高水下机器人避障性能，确保水下机器人顺利完成任务，具有一定的高效性和实用性，解决了传统的水下机器人避障系统研究具有一定的局限性，在转弯或后退过程中，存在一定的视觉盲区，无法精确测量出机器人与障碍物的精确距离，发生一定的碰撞，造成严重的经济损失的问题。CN109189096ACN109189096A权利要求书1/1页1.基于传感网络的水下机器人控制系统，包括距离测量模块和主控模块，其特征在于：两者通过CAN总线连接，所述距离测量模块由下述部分组成：超声波换能器、超声波驱动电路与数据采集系统，所述控制器主控模块以S3C2410为基础芯片。2.根据权利要求1所述的基于传感网络的水下机器人控制系统，其特征在于：所述超声波测距系统内的换能器驱动电路主要是捕捉与采集回波信号，水下机器人前后，左右各安装两个和10个超声波传感器。3.根据权利要求1所述的基于传感网络的水下机器人控制系统，其特征在于：所述主控模块由S3C2410外接存储芯片组成，且S3C2410为单片机。4.根据权利要求1所述的基于传感网络的水下机器人控制系统，其特征在于：所述超声波换能器选择工作频率为20KHZ的TCT16K25T超声波作为水下的通信载体。5.根据权利要求1所述的基于传感网络的水下机器人控制系统，其特征在于：所述主控模块的外围电路包含两个二阶的４阶滤波器芯片构成滤波电路，通过R2和R4以及中心频率共同作用，合理调节整个滤波器。2CN109189096A说明书1/4页基于传感网络的水下机器人控制系统技术领域[0001]本发明涉及水下机器人技术领域，具体为基于传感网络的水下机器人控制系统。背景技术[0002]近几年，随着海洋产业研究和开发的不断深入，许多国家已经认识到了海洋资源的宝贵性，水下机器人是一种工作于水下的极限作业机器人，水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已经成为人类探索和开发海洋的主要智能工具，针对复杂多变的水下作业，传统的水下机器人避障系统研究具有一定的局限性，在转弯或后退过程中，存在一定的视觉盲区，无法精确测量出机器人与障碍物的精确距离，发生一定的碰撞，造成严重的经济损失，在复杂多变的水下作业环境中，如何提高机器人的避障性能，已经成为水下机器人研究的热点问题，受到了很多专家重视，现阶段，主要有基于图像识别的水下机器人避障系统、基于改进运动平衡点的水下机器人避障系统，基于传感器信息的水下机器人避障系统，其中基于网络模糊控制的水下机器人避障系统研究被人类广泛应用。发明内容[0003]本发明的目的在于提供基于传感网络的水下机器人控制系统，具备水下操作时可全程360°视野扫描的优点，解决了传统的水下机器人避障系统研究具有一定的局限性，在转弯或后退过程中，存在一定的视觉盲区，无法精确测量出机器人与障碍物的精确距离，发生一定的碰撞，造成严重的经济损失的问题。[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于传感网络的水下机器人控制系统，包括距离测量模块和主控模块，两者通过CAN总线连接，所述距离测量模块由下述部分组成：超声波换能器、超声波驱动电路与数据采集系统，所述控制器主控模块以S3C2410为基础芯片。[0005]优选的，所述超声波测距系统内的换能器驱动电路主要是捕捉与采集回波信号，水下机器人前后，左右各安装两个和10个超声波传感器。[0006]优选的，所述主控模块由S3C2410外接存储芯片组成，且S3C2410为单片机。[0007]优选的，所述超声波换能器选择工作频率为20KHZ的TCT16K25T超声波作为水下的通信载体。[0008]优选的，所述主控模块的外围电路包含两个二阶的４阶滤波器芯片构成滤波电路，通过R2和R4以及中心频率共同作用，合理调节整个滤波器。[000