[发明专利]一种具有异物碰撞检测装置的水上设备

权利要求书

1.一种水上设备，其包括：控制单元，所述控制单元用于对整个水上设备进行控制；充气防撞单元，所述充气防撞单元布置在所述水上设备的外侧面，用于提高所述水上设备的浮力，并且能够缓冲碰撞产生的冲击力，其特征在于，所述水上设备还具有碰撞检测单元，所述碰撞检测单元包括至少两个防撞传感器组，所述传感器组分布在充气防撞单元内部的不同方向，每个所述传感器组包括至少一个第一压力传感器和至少第二压力传感器；所述第二压力传感器，用于检测发生碰撞形变时通过空气传播的外部形变力，并将生成第二压力检测信号发送给控制单元，所述控制单元根据所述第二压力传感器生成的第二压力检测信号，得到第二压力值，并生成第二压力-时间曲线；控制单元根据每个所述压力传感器组的第二压力传感器所检测到的压力值到达各自的峰值点的时间确定最靠近碰撞点的两个第二压力传感器；所述最靠近碰撞点的两个第二压力传感器分别为第二压力传感器A和第二压力传感器B，所述第二压力传感器A达到峰值的时间为t1，第二压力传感器B达到峰值的时间为t2，碰撞点的法线方向与水平线的角度为θ，所述θ的角度值即为碰撞方向，以θ为其中一个锐角作直角三角形，θ对应的直角边长为L2，另一个直角边长为L1，θ的近似值计算公式为：

根据上述计算式，通过第二压力传感器A达到峰值的时间t1和第二压力传感器B达到峰值的时间t2近似计算出θ，根据第二压力传感器A和第二压力传感器B的位置以及所述θ值计算出碰撞点的位置。

2.如权利要求1所述的水上设备，其特征在于，所述第一压力传感器用于检测所述充气防撞单元内的气压，并将生成第一压力检测信号发送给控制单元；所述控制单元根据所述第一压力检测信号判断碰撞发生的时间。

3.如权利要求2所述的水上设备，其特征在于，所述控制单元还根据所述第一压力检测信号监视所述充气防撞单元的气压，判断所述充气防撞单元是否发生漏气。

4.如权利要求2所述的水上设备，其特征在于，所述控制单元还通过将所述第一压力检测信号所得到的第一压力值生成第一压力-时间曲线，所述第一压力-时间曲线用于分析碰撞发生的时间或所述充气防撞单元是否发生漏气。

5.如权利要求1所述的水上设备，其特征在于，所述控制单元将采集到的每个第一压力传感器和第二压力传感器所采集到的压力检测信号所得到的压力值进行归一化处理，其归一化公式为：

其中，x_max、x_min分别为数据的最大值和最小值，y为归一化后的压力值，x是检测得到的压力值。

6.如权利要求5所述的水上设备，其特征在于，所述控制单元将所述第二压力值进行归一化预处理后，再使用高斯拟合的方法绘制第二压力-时间曲线，其公式为：

在上述公式中，Ai代表使用高斯拟合得出曲线的峰高，Bi代表峰高的位置，Ci代表拟合曲线的半宽度，x为时间变量。

7.如权利要求4所述的水上设备，其特征在于，当控制单元根据第一压力-时间曲线判断碰撞产生后，所述控制单元并且启动对第二压力传感器检测数据的采集或启动第二压力传感器。