[发明专利]一种观测水下潜航器相对位置的装置、方法和系统

说明书

技术领域

本发明实施例涉及电子设备定位技术，尤其涉及一种观测水下潜航器相对位置的装置、方法和系统。

背景技术

水下潜航器在入水之后，操作者无法在水面上直观观察到水下潜航器所处位置和姿态，因此无法有效操作水下潜航器向预期位置运动。

由于无线电波信号不能够在海水中传播而声波信号在水中具有很好的传播特性，目前的技术均是在一定工作区域内部署多个声波辅助定位装置，形成定位网络，然后计算目标物体与定位装置间的距离，再将深度数据、角度数据融合进行计算，从而得到目标物体在定位网络中的相对位置。

但是，现有技术中，基于声波的得到相对位置的方法需要部署辅助设备、锁定工作区域，集成度低且价格较高。

发明内容

本发明提供一种观测水下潜航器相对位置的装置、方法和系统，以实现操作者可以在水面上准确测量和观察水下潜航器的相对位置，同时降低测量设备的价格和提高设备的集成度。

第一方面，本发明实施例提供了一种观测水下潜航器相对位置的装置，包括声学测量模块、定位模块、惯性测量模块和控制处理模块，其中：

所述声学测量模块，用于检测水下潜航器的位置，并输出第一数据；

所述定位模块，设置在浮标中继上，用于确定浮标中继的位置，并输出第二数据；

所述惯性测量模块，设置在水下潜航器上，用于检测水下潜航器的运动状态，并输出第三数据；

所述控制处理模块，与所述声学测量模块、所述惯性测量模块和所述定位模块的输出端连接，用于接收所述第一数据、所述第二数据和所述第三数据，并对接收的数据进行处理，得到第一位置信息。

第二方面，本发明实施例提供了一种观测水下潜航器相对位置的系统，包括通信模块、交互控制模块、显示模块和外部输入模块，还包括本发明任意实施例所提供的观测水下潜航器相对位置的装置；其中，

所述通信模块，与所述控制处理模块输出端连接，用于接收所述水下潜航器的相对位置信息和姿态信息并输出；

所述交互控制模块，与所述显示模块输入端连接，用于接收所述通信模块输出的相对位置信息和姿态信息，并传输至所述显示模块对所述水下潜航器的相对位置和/或姿态进行显示；

所述交互控制模块，还与所述外部输入模块连接，用于通过所述外部输入模块输入控制指令，并将控制指令传送到通信模块，进一步传送到所述控制处理模块，通过所述控制处理模块控制水下潜航器运动。

第三方面，本发明实施例提供了一种观测水下潜航器相对位置的方法，应用于本发明任意实施例所提供的观测水下潜航器相对位置的装置，所述方法包括：

根据所述声学测量模块、所述定位模块和所述惯性测量模块分别获取所述第一数据、所述第二数据和所述第三数据；

所述控制处理模块接收所述第一数据、所述第二和所述第三数据，并通过所述数据融合单元对所述第一数据、所述第二数据和所述第三数据进行解算、融合校正和滤波处理，得到处理后的第一位置信息；其中，所述第一位置信息包括所述水下潜航器的相对位置信息和姿态信息。

本发明实施例所提供的观测水下潜航器相对位置的装置，解决了水下潜航器在入水之后，操作者无法在水面上直观观察到水下潜航器所处位置和姿态，无法有效操作水下潜航器向预期位置运动的问题，实现了准确和方便地显示控制水下潜航器相对位置和姿态的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中观测水下潜航器相对位置的装置结构示意图。

图2是本发明实施例一中观测水下潜航器相对位置的装置的声学测量模块和定位模块结构示意图。

图3a是本发明实施例一中观测水下潜航器相对位置的装置的惯性测量模块结构示意图。

图3b是本发明实施例一中观测水下潜航器相对位置的装置的控制处理模块结构示意图。

图4是本发明实施例二中观测水下潜航器相对位置的系统结构示意图。

图5a是本发明实施例二中观测水下潜航器相对位置的系统的通信方式结构示意图。

图5b是本发明实施例二中观测水下潜航器相对位置的系统的通信方式结构示意图。

图5c是本发明实施例二中观测水下潜航器相对位置的系统的通信方式结构示意图。

图6a是本发明实施例二中观测水下潜航器相对位置的系统的2D图形显示相对位置的结构示意图。

图6b是本发明实施例二中观测水下潜航器相对位置的系统的2D图形显示相对位置的结构示意图。