[发明专利]一种水下航行器图形化航行任务设定方法

说明书

本发明提出一种水下航行器图形化航行任务设定方法，首先下载任务区域卫星图片或者制作任务区域轮廓示意图作为任务区域图；其次在任务区域图中选择若干特征点，采用在任务区域实际采点的方式获得特征点处的经纬度坐标；再次在任务区域图获取图像坐标与经纬度坐标之间的坐标转换关系；最后在任务区域图中选择航路点，并量取航路点图像坐标，利用坐标转换公式计算出航路点的经纬度坐标，生成航行任务。通过本发明可以生成AUV使命任务，供预编程型AUV在自主航行的时候调用，达到控制AUV作业进行制定作业的目的。

技术领域

本发明涉及水下机器人控制领域，具体为一种水下航行器图形化航行任务设定方法。

背景技术

用于海洋探测与海底观测的无人潜水器(Unmanned Underwater Vehicle，简称UUV)可分为遥控水下航行器(Remote Operated Vehicle，简称ROV)和自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV)两种。与ROV相比，AUV作为一种水下自主运载工具，依靠自身所携带的能源航行，可完成水下测量、物品投送等任务，在军事海洋侦察、海洋环境监测、油田勘测等领域有着重要的作用。AUV具有活动范围与深度大、无脐带限制、可进入复杂结构体中、无需复杂水面支持系统、占用甲板小、运行维修费用低等优点。

目前，水下航行器图形化的任务设定方法大都是基于数字海图进行的，通过在线或离线加载数字海图到任务设定区域，通过鼠标点击相应的坐标点生成航行任务。但是对于一些数字海图上并没有标注的水域或者数字海图无法使用的区域，采用数字海图的方法就无法适用了。比如一些人工湖或者水库因为规模不够大在数字海图上无法找到；特定区域因为军事敏感等原因造成数字海图没有收录；实际环境发生变化而数字海图未及时更新的区域等。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种水下航行器图形化航行任务设定方法，采用指定水域卫星图或指定水域轮廓示意图，不依靠数字海图就能够完成设定任务。通过本发明可以生成AUV使命任务，供预编程型AUV在自主航行的时候调用，达到控制AUV作业进行制定作业的目的。

本发明的技术方案为：

所述一种水下航行器图形化航行任务设定方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：下载任务区域卫星图片或者制作任务区域轮廓示意图作为任务区域图：

若卫星地图包含任务区域，则使用卫星地图下载任务区域图像；若无法在卫星地图上找到任务区域，则使用电脑软件制作任务区域轮廓示意图；

步骤2：任务区域坐标标定：

在任务区域图中选择若干特征点，采用在任务区域实际采点的方式获得特征点处的经纬度坐标；

步骤3：在任务区域图中建立图像坐标系，量取特征点在图像坐标系中的坐标，并将多个特征点的图像坐标和经纬度坐标代入坐标转换公式

其中[m n]^T为图像坐标系中位于图像第m列n行的特征点在图像坐标系中的坐标，[lon_m lat_n]^T为位于图像第m列n行的特征点对应的经纬度坐标；k_lon、k_lat为经度和纬度比例系数，[lon₀ lat₀]^T为位于图像第0列0行图像点对应的经纬度坐标；通过坐标转换公式解算得到k_lon、k_lat、lon₀和lat₀；

步骤4：建立航行任务：

在任务区域图中选择航路点，并量取航路点在图像坐标系中的坐标，利用步骤3解算得到的坐标转换公式计算出航路点的经纬度坐标；