[发明专利]一种微型水下探测机器人自主导航系统

说明书

本发明公开了一种微型水下探测机器人自主导航系统，属于AUV水下导航技术领域，包括：第一处理器；避障声呐传感单元，用于探测水下地貌和在水下机器人进行自主导航时扫描水下物体进行避碰；磁力计，用于获取磁场强度和方向；惯性测量单元，用于获取三轴姿态角、角速率以及加速度；数据记录仪，用于将避障声呐传感单元、磁力计、惯性测量单元获取测量结果存储；模数转换器，用于将模拟信号转换成数字信号；开入开出模块，用于输入输出数据；该微型水下探测机器人自主导航系统，不依赖外部传感器、不需布置声波通讯定位节点、不需浮出水面组合GNSS信号，实现长时、独立、自主式水下导航目的。

技术领域

本发明属于AUV水下导航技术领域，具体涉及微型水下探测机器人自主导航系统。

背景技术

近年来，AUV水下导航成为水下定位技术发展的重点和难点，经过各国学者的深入研究已经初见成果。科研人员对AUV自主导航进行了深入研究，发展出多种水下导航定位技术，主要有：惯性导航系统（Inertial Navigation System，INS）、全球卫星定位系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）、声学定位系统（Acoustic PositioningSystem，APS）、多普勒测速仪（Doppler Velocity Log，DVL）、地球物理导航，这些导航设备各有其优缺点；

1、惯性导航，无需外部设备，误差随时间积累；

2、卫星导航，精度高，误差不随时间积累，在水下无法接收卫星信号；

3、多普勒计程仪，无需外部设备，需要航向和垂直基准信息；

4、声学导航，精度高，误差不随时间积累，需要预衔在海中布放定位基阵；

5、地球物理导航、无需外部设备，误差不随时间积累，需要预先建立信息数据库，仅用于辅助导航；

惯性导航通常包含惯性传感器陀螺仪和加速度计，利用惯性器件基准方向和初始位置、速度信息推算出载体的位置、速度和姿态；惯性导航优势显著，首先其使用环境不受任何限制，空中、陆地、水中都可以实现，同时能稳定输出高频位置、速度和姿态等全面导航信息；但误差会随着时间积累导致定位精度发散，而高精度惯性导航又相对昂贵；综合考虑各方面因素，因此，需要研发一种新的导航系统来解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型水下探测机器人自主导航系统，以解决现有导航系统的误差会随着时间积累导致定位精度发散的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微型水下探测机器人自主导航系统，包括：

第一处理器；

避障声呐传感单元，用于探测水下地貌和在水下机器人进行自主导航时扫描水下物体进行避碰；

磁力计，用于获取磁场强度和方向；

惯性测量单元，用于获取三轴姿态角、角速率以及加速度；

数据记录仪，用于将所述避障声呐传感单元、磁力计、惯性测量单元获取测量结果存储；

模数转换器，用于将模拟信号转换成数字信号；

开入开出模块，用于输入输出数据；

优选的，所述导航系统还包括：

第二处理器；

与第二处理器连接的晶振；

与第二处理器连接的复位模块；

其中，所述第二处理器与所述第一处理器通过EMIF总线连接。

优选的，所述导航系统还包括：

第三处理器；