[发明专利]基于水下仿生球形/半球形机器人群的广域水流感知方法

权利要求书

1.一种基于水下仿生球形/半球形机器人群的广域水流感知方法，所述机器人包括一球形/半球形外壳、一压力传感器阵列，所述压力传感器阵列沿所述外壳周向布置，所述方法包括：

步骤1，确定压力传感器阵列中的迎水面压力传感器，读取迎水面压力传感器的数据，计算各个迎水面压力传感器感测的压力；

步骤2，将各个所述迎水面压力传感器感测的压力、水流对机器人迎水面的压力、以及读数最大的压力传感器的感受面垂直方向与水流方向的夹角为参数，求解水流方向和水流强度；

在所述步骤1中，所述“确定所述压力传感器阵列中的迎水面压力传感器”包括：

读取所述压力传感器阵列中各个压力传感器的数据，选择数值较大的前N/2个压力传感器作为迎水面压力传感器，其中N为压力传感器个数；

在所述步骤2中，求解所述水流方向和水流强度具体包括：

以各个所述迎水面压力传感器感测的压力、水流对机器人迎水面的压力F_W、以及读数最大的压力传感器的感受面垂直方向与水流方向的夹角α为参数，求得多组F_W和α的解；

根据多组F_W解的平均值求解所述水流强度其中，ρ为水下环境密度，S为压力传感器感受面横截面积；

根据多组α解的平均值求解所述机器人的水流方向其中，β为读数最大的压力传感器的感受面垂直方向与机器人正前方的夹角，ψ为机器人的偏航角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力传感器阵列沿所述外壳周向等角度间隔分布。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压力传感器阵列至少由4个压力传感器组成，且至少在所述机器人的正前方、正后方、正左方和正右方分别设置所述压力传感器。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述压力传感器阵列由12个压力传感器组成。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力传感器的感受面垂直方向平行于所述机器人的赤道面。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1之前，将所述机器人的姿态调整为水平状态。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：步骤4，所述机器人通过通信模块将水流信息发送到远端分析平台，所述分析平台通过读取多个所述机器人的所述水流信息，实时记录和绘制广域环境的水流信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通信模块为水声通信模块，所述水声通信模块采用广播方式将水流信息发送到远端分析平台。