[发明专利]一种深海爬游机器人自主避障仿真实验系统

权利要求书

1.一种深海爬游机器人自主避障仿真实验系统，其特征在于，包括地图编辑模块、任务加载模块、虚拟视景仿真模块、水下传感器模块、自主避障及运动控制模块和状态监控及数据存储模块；

地图编辑模块构建爬游机器人的深海障碍物环境；

任务加载模块设置爬游机器人的初始运动状态和作业任务；

虚拟视景仿真模块根据深海障碍物环境构建三维地理环境，并根据爬游机器人的初始运动状态和三维地理环境得到初始障碍物分布信息；并根据自主避障及运动控制模块输出的爬游机器人运动控制指令对机器人的运动状态进行解算，将爬游机器人运动状态实时数据传输到自主避障及运动控制模块、任务加载模块和状态监控及数据存储模块中；

水下传感器模块读取初始障碍物分布信息和爬游机器人位姿信息，根据自主避障实验的需求，构建爬游机器人周围环境中障碍物分布数据；

自主避障及运动控制模块根据当前作业任务、障碍物分布数据、爬游机器人的初始运动状态计算爬游机器人安全自主航行的运动控制指令；

状态监控及数据存储模块存储爬游机器人的姿态信息、障碍物分布数据和实时运动状态数据。

2.如权利要求1所述的一种深海爬游机器人自主避障仿真实验系统，其特征在于，虚拟视景仿真模还用于对爬游机器人的各种运动状态、海底地形、海流、以及海洋动植物进行实时显示。

3.如权利要求1所述的一种深海爬游机器人自主避障仿真实验系统，其特征在于，虚拟视景仿真模块还用于模拟盐度、温度和海水密度。

4.如权利要求1所述的一种深海爬游机器人自主避障仿真实验系统，其特征在于，水下传感器探测模块模拟爬游机器人的避障声纳传感器，在爬游机器人进行自主避障的过程中提供实时的障碍物分布数据。

5.如权利要求1所述的一种深海爬游机器人自主避障仿真实验系统，其特征在于，自主避障及运动控制模块包括自主避障模块和爬游机器人平台运动控制模块，自主避障模块根据作业任务目标、障碍物分布数据以及爬游机器人的实时运动状态，计算出能够引导爬游机器人在障碍物环境中进行安全航行的航速、航向，并将生成的航速和航向输入到运动控制模块；运动控制模块根据输入的航速、航向以及机器人实时运动状态信息计算出机器人运动控制指令，爬游机器人的运动控制指令包括两种类型：巡游状态控制指令参数和爬游状态控制指令参数。

6.如权利要求1所述的一种深海爬游机器人自主避障仿真实验系统，其特征在于，爬游机器人的运动状态包括下潜、上浮、巡游、坐底抗流、稳定爬行、作业控制、起底和回收。

7.如权利要求1所述的一种深海爬游机器人自主避障仿真实验系统，其特征在于，虚拟视景仿真模块包含爬游机器人运动状态解算模块，根据自主避障及运动控制模块输入的运动控制指令和爬游机器人当前的运动状态信息，解算出爬游机器人下一个时钟节拍的坐标、航速、航向、横倾角和纵倾角的运动状态参数。