[发明专利]一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机的控制方法

权利要求书

1.一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)：通过自动作业船对池塘中预先规划的路径中标出一系列的点进行水质检测：针对池塘中每隔7-10米的点进行水质情况的测定，以此得知池塘各处的PH值以及溶解氧的分布情况；

(b)：根据测定结果得知的各点PH值以及溶解氧的分布情况，建立一个需要增氧机增氧的数据库，分析得出需要移动式增氧机增氧的一些地点，标注在此池塘的电子地图上，为移动式增氧机提供一系列作业点；

(c)：通过GIS系统规划移动式增氧机增氧的路径，利用低精度GPS/BD导航系统和方位传感器共同确定移动式增氧机的当前航向角和目标航向角，为移动式增氧机跟踪规划好的作业路径提供控制信息；

(d)：移动式增氧机通过麦克纳姆轮动力学结构的运动，实现移动式增氧机原地增氧以及全池塘的运动；

(e)：判断移动增氧机当前位置与目标点的距离OA，当OA距离较大时，即移动式增氧机距离目标位置较远时，麦克纳姆轮驱动电机采用高速前进模式，4只电机同向高速运行；当OA距离较小时，即移动式增氧机距离目标位置较近时，麦克纳姆轮驱动电机采用低速前进模式，两侧各有一个电机处于高速运转状态，另一个电机处于速度稍低反向运转状态；当移动式增氧机到达需增氧的地点时，移动式增氧机停止向前，通过四个轮子的协同运作，在目标点实现增氧的功能；

(f)：到达需增氧目的地，利用麦克纳姆轮的特性，电机驱动移动式增氧机实现原地增氧。

2.根据权利要求1所述的一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机的控制方法，其特征在于，所述自动作业船采用明轮驱动方式，明轮分布于船体两侧，水平位置相同，采用4个麦克纳姆轮式的明轮，麦克纳姆轮协同运作时，实现移动式增氧机多种运动状态；GPS/BD导航系统中的GPS采用单天线，固定于船尾控制柜上方，位于自动作业船中轴线上；方位传感器用于获得当前运动方向，为转向角的计算提供数据，安装于主控制柜内，位于自动作业船的中轴线上。

3.根据权利要求2所述的一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机的控制方法，其特征在于，所述移动式增氧机的导航方式为：移动式增氧机的导航方式是从预先设定的某一起点出发，沿堤塘平行运动，间隔一定距离的内螺旋路径，该路径可通过一系列拐点的坐标进行描述，拐点与拐点之间则为航迹线，移动式增氧机通过水质检测船的水质检测情况，确定拐点，通过遍历航迹线最大限度的覆盖水质较差的地方。

4.根据权利要求1所述的一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机的控制方法，其特征在于，所述步骤(b)具体过程为：建立一个需要增氧机增氧的数据库，在水产养殖对于溶解氧要求这方面，当养殖水域的溶解氧在5mg/L以上时，河蟹的摄食量达到最佳值；在养殖水域的溶解氧降为4mg/L时，河蟹的摄食量下降13％；在养殖水域的溶解氧降为2mg/L时，河蟹的摄食量下降54％，生长停滞；记录溶解氧的值低于3mg/L的地点，在GIS上标注出来，确定回字形路径为T₀→T₁→...→T_k-1→T_k→T_k+1→...→T_N，并且确定路径T₀→T₁为作业船起始的目标路径，此处T₀,T₁...T_N为规划出的直线路径拐点，标注在此池塘的电子地图上，为移动式增氧机提供一系列作业点。

5.根据权利要求1所述的一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机的控制方法，其特征在于，所述步骤(c)中，GPS/BD导航系统的检测的精度是2m，为移动式增氧机的导航信息融合提供判定依据以及电子地图信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机的控制方法，其特征在于，所述步骤(d)中，移动式增氧机在本身点利用自身的旋转，通过方位传感器确定移动式增氧机的航向角，为移动式增氧机的转向提供数据，方位传感器采用的是地磁传感器确定航向角的方式，利用地磁感应元件确定当前的方向。