[发明专利]一种应用于排水深隧工程水下机器人定位的方法及装置

权利要求书

1.一种应用于排水深隧工程水下机器人定位的方法，其特征在于，包括：

沿隧道纵向方向上每隔一段距离设置一个RFID定位应答器，所述RFID定位应答器沿隧道顶部中央等间距设置；所述RFID定位应答器的芯片内存储有所述RFID定位应答器的位置信息；

在水下机器人上设置一个RFID阅读器，由所述RFID阅读器发射电磁波信号，并接收来自有效工作区域范围内的所有RFID定位应答器反馈回来的RFID定位应答器的位置信息，所述RFID阅读器设置为每隔1s发射一次电磁波信号；

根据所述RFID阅读器的发射信号数据和接收到的数据，结合隧道自身高度数据进行数据处理，确定所述水下机器人的位置信息；具体包括：

针对在有效工作区域范围内的每一个RFID定位应答器，根据RFID阅读器的发射信号和接收信号时间差，以及电磁波在水中传播速度，计算出RFID阅读器与每一个RFID定位应答器的直线距离；

根据隧道高度信息与所述直线距离，计算出RFID阅读器与每一个RFID定位应答器在隧道方向距离；

根据每一个RFID定位应答器的里程信息，即RFID阅读器接收到的每一个RFID定位应答器的位置信息，计算出水下机器人相对于每一个RFID定位应答器的里程位置；

将各个里程位置根据RFID阅读器与每一个RFID定位应答器在隧道方向距离进行加权平均计算得出水下机器人的精确位置；

所述方法还包括误差值判定环节，所述误差值判定环节根据所述RFID阅读器收到的定位应答器反馈的信号计算的里程位置信息与根据水下机器人运动速度计算出的里程位置信息进行误差值判定；具体包括：所述误差值判定环节，取当前根据应答器反馈数据计算出的水下机器人的里程数S1，以及根据前一秒水下机器人的里程数与水下机器人运动速度计算出的里程数S2，取S2-S1的差值，当差值小于S2*10％时，取S1作为水下机器人的里程位置；当差值在S2*(10％-50％)之间时，取S1与S2的平均值作为水下机器人的里程位置，当差值大于S2*50％，取S2作为水下机器人的里程位置。

2.根据权利要求1所述的一种应用于排水深隧工程水下机器人定位的方法，其特征在于，所述等间距设置的间距是10m。

3.根据权利要求1所述的一种应用于排水深隧工程水下机器人定位的方法，其特征在于，所述RFID定位应答器的位置信息包括里程信息。

4.一种应用于排水深隧工程水下机器人定位的装置，其特征在于，包括：

多个RFID定位应答器，所述RFID定位应答器沿隧道纵向方向上每隔一段距离设置一个，所述RFID定位应答器沿隧道顶部中央等间距设置；所述RFID定位应答器的芯片内存储有所述RFID定位应答器的位置信息；

RFID阅读器，设置于水下机器人上，所述RFID阅读器发射电磁波信号，并接收来自有效工作区域范围内的所有RFID定位应答器反馈回来的RFID定位应答器的位置信息，所述RFID阅读器设置为每隔1s发射一次电磁波信号；

中央处理器，根据所述RFID阅读器的发射信号数据和接收到的数据，结合隧道自身高度数据进行数据处理，确定所述水下机器人的位置信息；具体包括：

直线距离计算模块，针对在有效工作区域范围内的每一个RFID定位应答器，根据RFID阅读器的发射信号和接收信号时间差，以及电磁波在水中传播速度，计算出RFID阅读器与每一个RFID定位应答器的直线距离；

隧道方向距离计算模块，根据隧道高度信息与所述直线距离，计算出RFID阅读器与每一个RFID定位应答器在隧道方向距离；

里程位置计算模块，根据每一个RFID定位应答器的里程信息，即RFID阅读器接收到的每一个RFID定位应答器的位置信息，计算出水下机器人相对于每一个RFID定位应答器的里程位置；

加权平均计算模块，将各个里程位置根据RFID阅读器与每一个RFID定位应答器在隧道方向距离进行加权平均计算得出水下机器人的精确位置；

还包括误差值判定模块，所述误差值判定模块根据所述RFID阅读器收到的定位应答器反馈的信号计算的里程位置信息与根据水下机器人运动速度计算出的里程位置信息进行误差值判定；具体包括：所述误差值判定模块，取当前根据应答器反馈数据计算出的水下机器人的里程数S1，以及根据前一秒水下机器人的里程数与水下机器人运动速度计算出的里程数S2，取S2-S1的差值，当差值小于S2*10％时，取S1作为水下机器人的里程位置；当差值在S2*(10％-50％)之间时，取S1与S2的平均值作为水下机器人的里程位置，当差值大于S2*50％，取S2作为水下机器人的里程位置。