[发明专利]一种2D仿真鱼的顶球控制方法

说明书

本发明公开了一种2D仿真鱼的顶球控制方法，其包括：根据理想击球点、鱼头和目标位置的坐标点，计算水波随机干扰函数造成的角度偏差阈值；根据角度偏差阈值选取顶球策略，仿真鱼移动至目标位置过程中根据顶球策略进行顶球动作；根据球体的球心和目标位置的距离判断是否完成顶球动作，若是，则结束，若否，则循环执行上述步骤。本发明能够通过模拟仿真的手段进行实体环境构建，可以获取可控成本的研发目标。

技术领域

本发明涉及一种2D仿真鱼的顶球控制方法，属于仿真鱼技术领域。

背景技术

随着我国水中战略的不断深入，水中仿生技术得到越来越多的关注，水中仿生机器人以控制论、系统论为基础，实现水下目标探测与识别、水下导航(定位)、水面战场模拟、能源收集等功能，其实际应用产品在水下科技应用领域越来越广泛。但是水中仿生机器人价格昂贵，研发成本较高；为了解决上述问题，本申请提出了一种2D仿真鱼的顶球控制方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种2D仿真鱼的顶球控制方法，通过模拟仿真的手段进行实体环境构建，可以获取可控成本的研发目标。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种2D仿真鱼的顶球控制方法，包括：

根据理想击球点、鱼头和目标位置的坐标点，计算水波随机干扰函数造成的角度偏差阈值；

根据角度偏差阈值选取顶球策略，仿真鱼移动至目标位置过程中根据顶球策略进行顶球动作；

根据球体的球心和目标位置的距离判断是否完成顶球动作，若是，则结束，若否，则循环执行上述步骤；

其中，所述理想击球点的坐标点根据仿真鱼的鱼头、球体的球心和目标位置的初始化坐标点获得。

优选的，所述取理想击球点的坐标点的获取包括：

基于鱼头坐标点与球心坐标点做直线；

若目标位置的坐标点在所述直线的一侧，通过鱼头坐标点向球体的碰撞圆做两条对称的切线，并获得两个切点，取位于直线另一侧的切点为理想击球点；

若目标位置的坐标点在所述直线上，获取直线与球体的碰撞圆的两个交点，取其中远离目标点的交点为理想击球点；

其中，所述球体的碰撞圆为球体在2D上呈现的一个中心截面。

优选的，所述计算水波随机干扰函数造成的角度偏差阈值包括：

根据理想击球点、鱼头和目标位置的坐标点做三角形，根据余弦定理求出理想击球点为顶点的第一夹角角度值；

根据水波随机干扰函数下，根据理想击球点、鱼头偏移和目标位置的坐标点做三角形，根据余弦定理求出理想击球点为顶点的第二夹角角度值；

根据第一夹角角度值和第二夹角角度值的差值做绝对值，获得角度偏差阈值。

优选的，所述根据角度偏差阈值选取顶球策略包括：

若角度偏差阈值小于等于30°，则采用直线顶球算法作为顶球策略；

若角度偏差阈值大于30°且小于等于180°，则采用弧线切入圆顶球算法作为顶球策略。

优选的，所述直线顶球算法包括：

当第一夹角角度值为小于5°，则仿真鱼的方向不变，速度为预设的等级14级；

当第一夹角角度值为大于等于5°且小于20°，则仿真鱼的方向以预设的档位6-5或8-9档转弯，速度为预设的等级12级；