[发明专利]一种油浸式变压器微型机器鱼姿态定位方法

权利要求书

1.一种油浸式变压器微型机器鱼姿态定位方法，其特征在于:包括以下步骤：

步骤1、根据变压器微型机器鱼内部安装的惯性导航传感器测得自身的加速度和角加速度，对测得的加速度和角加速度作二次积分得到变压器微型机器鱼惯性导航的位姿；

步骤2、当变压器微型机器鱼移动至变压器身上安装的声-电联合定位传感器附近时，利用声-电定位传感器来检测变压器微型机器鱼定期发出的超声信号和电磁波信号；

步骤3、建立变压器微型机器鱼的位姿计算模型，根据步骤2测得的超声信号和电磁波信号计算出变压器微型机器鱼的精确位姿，使用该精确位姿对变压器微型机器鱼惯性导航的位姿进行修正，最终得到变压器微型机器鱼当前的位姿；

所述步骤3的具体实现方法为：

建立变压器微型机器鱼的位姿计算模型，并按下式计算变压器微型机器鱼的俯仰角а、偏航角β、翻滚角γ：

当z_s2z_s1时

当z_s2z_s1时

当z_s3z_s4时

当z_s3z_s4时

当x_s1x_s2时

当x_s1x_s2时

式中，(x_s1,y_s1,z_s1)、(x_s2,y_s2,z_s2)、(x_s3,y_s3,z_s3)、(x_s4,y_s4,z_s4)分别为变压器微型机器鱼的四个信号源P₁、P₂、P₃、P₄的空间位置；

按下式计算变压器微型机器鱼在变压器内的三维空间位置O_wf(x_wf,y_wf,z_wf)：

O_wf＝(P₁+P₂)/2

最终得到变压器微型机器鱼当前的位姿(x_wf,y_wf,z_wf,а,β,γ)。

2.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器微型机器鱼姿态定位方法，其特征在于：所述变压器微型机器鱼内部安装的惯性导航传感器包括角速度计和陀螺仪。

3.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器微型机器鱼姿态定位方法，其特征在于：所述声-电定位传感器包括超声阵列和天线探头，所述超声阵列安装于声-电联合定位传感器的同心圆上；所述天线探头安装于声-电联合定位传感器的圆心处，该天线探头形状呈螺纹状。

4.根据权利要求3所述的一种油浸式变压器微型机器鱼姿态定位方法，其特征在于：所述超声阵列由三个压电陶瓷组成并呈等三角形排列，所述压电陶瓷压电常数为5C/N，介电损失为0.9％，中心频率为500kHz。