一种水下机器人目标定位识别方法和系统与流程

【技术领域】

本发明涉及水下机器人技术领域，特别是涉及一种水下机器人目标定位识别方法和系统。

背景技术：

水下机器人一般可以分为两大类：一类是有缆水下机器人；另一类是无缆水下机器人。此外，按使用的目的分，有水下调查机器人(例如：观测、测量、试验材料的收集等)和水下作业机器人(例如：水下焊接、拧管子、水下建筑、水下切割等作业)；按活动场所分，有海底机器人和水中机器人。

但是，无论哪一种应用领域，水下机器人的定位都是非常重要的。同时水下机器人在遇到水下目标时，对水下目标类型的判断也相当关键。水下机器人的定位信息能够帮助操控方了解水下机器人的工作进度，从而对当前的工作进展和未来的工作安排有一个提前判断，水下目标类型的判断能够帮助操控方了解水下状况，从而确定是否寻找到期望目标。但是，由于水下无线传输的局限性，gps信号无法传送到水下，现有技术中缺少水下机器人定位的有效手段，更缺少将水下机器人定位和水下目标类型判断有机结合的智能化控制系统。

发明人检索并研究了现有的相关技术，其中，以专利号为201410506360.9，专利名称为《水下机器人目标定位识别系统》的发明专利来说，虽然提出了一种水下机器人目标定位识别系统，但是，其实现方式是基于水下机器人的主动声呐过程来完成的，这种方式不仅增加了水下机器人自身的工作负荷，为了保证能够接收到其浮标的声呐反射信号，水下机器人需要消耗大量的能量在定位上，这对于长时间水下工作的机器人来说是较大的问题，现有技术中也并没有提出一种有效的解决方案，在水下机器人不具备大功率声呐设备情况下，如何完成水下目标的定位识别。

技术实现要素：

本发明实施例要解决的技术问题是如何在水下机器人不具备大功率声呐设备情况下，完成水下目标的定位识别。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种水下机器人目标定位识别系统，在系统中包括具有主动声呐功能的母船、至少一个具有被动声呐功能的微型无人船和水下机器人，

所述水下机器人上设置有目标识别子系统和控制子系统，所述目标识别子系统用于获取目标对象相对于水下机器人的第一位置信息；所述控制子系统与所述母船建立有第一通讯链路，并通过所述第一通讯链路发送所述第一位置信息；

所述母船和微型无人船之间相差预设距离，母船用于获取所述微型无人船的第二位置信息；

所述母船和微型无人船之间建立有第二通讯链路，其中，微型无人船中记录有母船声呐信号的相关参数，并将采集到的来自水下机器人的声呐反射信号通过所述第二通讯链路反馈给母船；

所述母船用于采集来自水下机器人的声呐反射信号，所述母船还用于根据自身的第三位置信息、微型无人船的第二位置信息、母船和微型无人船分别采集到的水下机器人的声呐反射信号，以及目标对象相对于水下机器人的第一位置信息，计算得到目标的定位信息。

可选的，所述微型无人船具体数量为一个，所述水下机器人上设置有水深传感器；其中，所述水深传感器用于反馈水下机器人到海面的垂直距离；水下机器人将所述垂直距离反馈给母船；

母船用于根据所述用于根据自身的第三位置信息、水下机器人的垂直距离、微型无人船的第二位置信息、母船和微型无人船采集到的水下机器人的声呐反射信号，以及目标对象相对于水下机器人的第一位置信息，计算得到目标的定位信息。

可选的，所述微型无人船具体数量为两个或者两个以上，以所述两个或者两个以上的微型无人船和母船的声呐设备作为参考点，其中，各参考点在水面上构成等边图形。

可选的，所述目标识别子系统包括第二声呐收发器和双摄像头，所述第二声呐收发器用于获取水下机器人到目标对象的目标距离，所述双摄像头用于采集目标对象场景；所述水下机器人还根据所述目标距离和目标对象场景，并通过透视算法计算出目标对象相对于水下机器人的第一位置信息。

第二方面，本发明实施例提供了一种水下机器人目标定位识别方法，包括具有主动声呐功能的母船、至少一个具有被动声呐功能的微型无人船和水下机器人，方法包括：

控制母船和/或微型无人船，使得母船和微型无人船之间相差预设距离，母船获取所述微型无人船的第二位置信息；

所述水下机器人获取目标对象相对于水下机器人的第一位置信息，并将所述第一位置信息发送给所述母船；

所述微型无人船中记录有母船声呐信号的相关参数，并根据所述相关参数将采集到的来自水下机器人的声呐反射信号反馈给母船；其中，所述声呐反射信号由母船发射出的声呐信号遇到所述水下机器人后反射产生；

所述母船用于采集来自水下机器人的声呐反射信号，所述母船还用于根据自身的第三位置信息、微型无人船的第二位置信息、母船和微型无人船分别采集到的水下机器人的声呐反射信号和所述第一位置信息，计算得到目标的定位信息。

可选的，所述微型无人船具体数量为一个，所述水下机器人上设置有水深传感器；其中，所述水深传感器用于反馈水下机器人到海面的垂直距离；水下机器人将所述垂直距离反馈给母船；

母船用于根据所述用于根据自身的第三位置信息、水下机器人的垂直距离、微型无人船的第二位置信息、母船和微型无人船采集到的水下机器人的声呐反射信号，以及目标对象相对于水下机器人的第一位置信息，计算得到目标的定位信息。

可选的，所述微型无人船具体数量为两个或者两个以上，以所述两个或者两个以上的微型无人船和母船的声呐设备作为参考点，其中，各参考点在水面上构成等边图形。

可选的，所述水下机器人包括第二声呐收发器和双摄像头，所述第二声呐收发器用于获取水下机器人到目标对象的目标距离，所述双摄像头用于采集目标对象场景；所述水下机器人根据所述目标距离和目标对象场景，并通过透视算法计算出目标对象相对于水下机器人的第一位置信息。

可选的，所述母船和微型无人船采集到的水下机器人的声呐反射信号包括回波接收时间、回波波前法线和/或回波信号与发射信号之间的频移；其中，母船和/或微型无人船通过回波信号与发射信号问的时延确定目标的距离，由回波波前法线方向可确定目标的方向，由回波信号与发射信号之间的频移确定目标的径向速度。

可选的，所述微型无人船的第二位置信息是由所述母船发射的雷达信号检测得到；或者在所述微型无人船上安装有gps定位模块时，由所述微型无人船上报其gps定位模块检测得到的第二位置信息。

本发明实施例充分利用了母船自身的续航能力，以及其配备的声呐设备功能，简化了水下机器人和微型无人船的设计需求，并利用由母船、微型无人船和水下机器人构建起来的第一定位子系统，以及由水下机器人和目标对象构建起来的第二定位子系统，由母船或者陆地服务器计算得到目标对象的定位信息，所述定位信息包括经纬度信息、水深信息等等。相比较现有技术中采用的由水下机器人作为等价与所述第一定位子系统中的主动声呐源，本发明实施例能够在保障水下机器人目标定位识别准确度的前提下，提高水下机器人的续航能力，并且减少水下机器人的数据处理量，从侧面降低了水下机器人的制造成本。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种水下机器人目标定位识别系统示意图；

图2是本发明实施例提供的水下机器人功能结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种计算预设距离的原理示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种水下机器人目标定位识别系统示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种水下机器人目标定位识别系统示意图；

图6是本发明实施例提供的一种水下机器人目标定位识别方法流程图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种水下机器人目标定位识别系统，如图1所示，在系统中包括具有主动声呐功能的母船1、至少一个具有被动声呐功能的微型无人船2和水下机器人3，其中，微型无人船的数量具体可以是两个或者多个，微型无人船数量的增加可以一定程度上提高最终目标对象定位信息计算的准确度。

所述水下机器人3上设置有目标识别子系统311和控制子系统312(如图2所示)，所述目标识别子系统311用于获取目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息；所述控制子系统312与所述母船1建立有第一通讯链路，并通过所述第一通讯链路发送所述第一位置信息。其中，第一通讯链路可以是hf(highfrequency，工作频段在3-30mhz)无线电链路、vhf(veryhighfrequency，工作频段在30-300mhz)无线电链路、uhf(ultrahighfrequency，工作频段在300mhz-3ghz)无线电链路，或者卫星通信链路。

所述母船1和微型无人船2之间相差预设距离，母船1用于获取所述微型无人船2的第二位置信息。其中，预设距离通常根据检测环境(即水面区域大小、检测对象的水深深度等)、声呐设备的检测精确度。在认为海平面为平面的模型中，本发明实施例中母船1与微型无人船2相差的距离越大，最后计算得到的误差越小。但是，实际情况中海平面是曲面，因此，所述预设距离要小于1*地球周长/360＝111公里。但是，实际测量范围通常没有这么远，因此，预设距离优选的根据水下机器人所要工作的水深深度、水下机器人工作的区域范围，以及母船1和微型无人船2上声呐设备的最佳工作距离计算得到。例如声呐的最佳工作距离为5公里，而水下机器人本轮的工作区域为半径为1公里的圆行区域，并且距离海平面1公里，则为了保证声呐设备处于最佳工作距离范围内，所述预设距离约为2公里。其计算原理图如图3所示，根据图3中a+b小于5求解得到x值约为2.5公里。其中，a为母船位置、b为微型无人船位置、c为水下机器人工作区域中相对于微型无人船b的最远位置。实际预设距离的参数值应该进一步考虑反射过程中吸收量，因此，在该实例中的预设距离约为2公里。

所述母船1和微型无人船2之间建立有第二通讯链路，其中，微型无人船2中记录有母船1声呐信号的相关参数，并将采集到的来自水下机器人3的声呐反射信号通过所述第二通讯链路反馈给母船1。其中，第二通讯链路可以是无线通讯链路、卫星通信链路等。

所述母船1还用于根据自身的第三位置信息、微型无人船2的第二位置信息、母船1和微型无人船2采集到的水下机器人3的声呐反射信号，以及目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息，计算得到目标的定位信息。

本发明实施例充分利用了母船自身的续航能力，以及其配备的声呐设备功能，简化了水下机器人和微型无人船的设计需求，并利用由母船、微型无人船和水下机器人构建起来的第一定位子系统，以及由水下机器人和目标对象构建起来的第二定位子系统，由母船或者陆地服务器计算得到目标对象的定位信息，所述定位信息包括经纬度信息、水深信息等等。相比较现有技术中采用的由水下机器人作为等价与所述第一定位子系统中的主动声呐源，本发明实施例能够提高水下机器人的续航能力，并且减少水下机器人的数据处理量，从侧面降低了水下机器人的制造成本。

在本发明实施例目标识别子系统311具体实现方式中，可以采用如图2所示结构，包括第二声呐收发器32和双摄像头31，所述第二声呐收发器32用于获取水下机器人3到目标对象4的目标距离，所述双摄像头31用于采集目标对象4场景；所述水下机器人3还根据所述目标距离和目标对象4场景，并通过透视算法计算出目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息。

在本发明实施例中，所述微型无人船2具体可以是水下的仿生机器鱼、水上的无人艇或者是常规的浮标。其中，在所述微型无人船为水下的仿生机器鱼时，其水平位置和垂直深度可调以配合信号检索，例如在所述微型无人船检测到水下机器人3的声呐反射信号较弱时，可以通过进行下潜来提高信号采集轻度；机器鱼具备信号扩大器，在信号弱时启动，以保证通信稳定性进而保证定位精度，信号强时所述信号扩大器可以关闭以节约电源。本实施例中所阐述的微型无人船的具体实施方式同样可适用于本发明其它实施例中，后续不一一赘述。

实施例2:

本发明实施例是实施例1所述方案在具体实现场合下的一种系统组合形式，在本实施例中所述微型无人船2具体数量为一个，所述水下机器人3上设置有水深传感器。通常情况下，水深传感器是作为大部分水下机器人的标准配置存在，当然，不排除某些浅水作业的水下机器人或者某些就是针对特定海域海底作业的水下机器人会出于成本考虑，通过定制方式移除掉所述水深传感器。因此，本实施例便是在利用水下机器人水深传感器自身功能的基础上，将系统中所需的微型无人船个数降低到最低限度(即一个微型无人船)。如图4所示在本实施中，所述系统包括具有主动声呐功能的母船1、一个具有被动声呐功能的微型无人船2和水下机器人3，其中，所述水深传感器用于反馈水下机器人3到海面的垂直距离；水下机器人3将所述垂直距离反馈给母船1；

所述水下机器人3上设置有目标识别子系统311和控制子系统312(如图2所示)，所述目标识别子系统311用于获取目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息；所述控制子系统312与所述母船1建立有第一通讯链路，并通过所述第一通讯链路发送所述第一位置信息。

所述母船1和微型无人船2之间相差预设距离，母船1用于获取所述微型无人船2的第二位置信息；

所述母船1和微型无人船2之间建立有第二通讯链路，其中，微型无人船2中记录有母船1声呐信号的相关参数，并将采集到的来自水下机器人3的声呐反射信号通过所述第二通讯链路反馈给母船1；

所述母船1用于根据所述用于根据自身的第三位置信息、水下机器人3的垂直距离、微型无人船2的第二位置信息、母船1和微型无人船2采集到的水下机器人3的声呐反射信号，以及目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息，计算得到目标的定位信息。

本发明实施例不仅利用了母船自身的续航能力，以及其配备的声呐设备功能，而且利用了水下机器人中配备的水深传感器，简化了水下机器人和微型无人船的设计需求，以及微型无人船数量的配置需求(仅需要一个即可)。并利用由母船、微型无人船和水下机器人构建起来的第一定位子系统，以及由水下机器人和目标对象构建起来的第二定位子系统，由母船或者陆地服务器计算得到目标对象的定位信息，所述定位信息包括经纬度信息、水深信息等等。相比较现有技术中采用的由水下机器人作为等价与所述第一定位子系统中的主动声呐源，本发明实施例能够在保障水下机器人目标定位识别准确度的前提下，提高水下机器人的续航能力，并且减少水下机器人的数据处理量，从侧面降低了水下机器人的制造成本。

本实施例中，相关通讯链路和预设距离的设置可以参考实施例1中所阐述内容，在此不一一赘述。在本实施例中，将结合图4所示布局图，阐述如何根据自身的第三位置信息、水下机器人3的垂直距离、微型无人船2的第二位置信息、母船1和微型无人船2采集到的水下机器人3的声呐反射信号，以及目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息，计算得到目标的定位信息。

如图4所示，假设水下机器人所在位置(图4中以字母c标注)投影到海平面的位置为o，则所示水下机器人3的垂直距离为oc，母船1采集到的水下机器人3的声呐反射信号可以计算得到母船1与水下机器人3之间距离ac，而微型无人船2采集到的水下机器人3的声呐反射信号可以计算得到微型无人船2与水下机器人3之间的距离bc，其中，位置a和位置b是初始状态下已经获取位置信息，为已知量。此时，可以通过ac和oc计算得到ao，通过bc和oc计算得到bo，在三角形三边ab、ao和bo都已知情况下，便可以计算得到∠bao。于是便可得到根据a点定位信息得到o点定位信息，并根据垂直距离oc，得到第一定位子系统中水下机器人的第四位置信息。其中，第二定位子系统中目标对象相对于水下机器人的第一位置信息可以通过双目识别原理，配合第二声呐收发器32检测到的目标对象相对于水下机器人的相对距离，利用透视算法计算得到。综合上述水下机器人的第四位置信息和目标对象相对于水下机器人的第一位置信息，便可以计算得到目标对象的定位信息。

实施例3:

本发明实施例是实施例1所述方案在具体实现场合下的一种系统组合形式，在本实施例中所述微型无人船2具体数量为两个或者两个以上(在本实施例中以两个为例进行阐述)。本实施例突出的适用于水下机器人中没有配置水深传感器的情况，或者微型无人船2数量比较充足希望能够更准确的计算得到目标对象定位信息的场合。在本实施例中所述微型无人船2具体数量为两个或者两个以上，以所述两个或者两个以上的微型无人船2和母船1的声呐设备作为参考点，其中，各参考点在水面上构成等边图形。如图5所示在本实施中，所述系统包括具有主动声呐功能的母船1、两个具有被动声呐功能的微型无人船2和水下机器人3，

所述水下机器人3上设置有目标识别子系统311和控制子系统312(如图2所示)，所述目标识别子系统311用于获取目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息；所述控制子系统312与所述母船1建立有第一通讯链路，并通过所述第一通讯链路发送所述第一位置信息。

所述母船1和微型无人船2之间相差预设距离，母船1用于获取所述微型无人船2的第二位置信息。

所述母船1和微型无人船2之间建立有第二通讯链路，其中，微型无人船2中记录有母船1声呐信号的相关参数，并将采集到的来自水下机器人3的声呐反射信号通过所述第二通讯链路反馈给母船1。

所述母船1用于根据所述用于根据自身的第三位置信息、微型无人船的第二位置信息(包括微型无人船2和微型无人船21)、母船1和各微型无人船采集到的水下机器人3的声呐反射信号，以及目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息，计算得到目标的定位信息。

本发明实施例充分利用了母船自身的续航能力，以及其配备的声呐设备功能，简化了水下机器人和微型无人船的设计需求，并利用由母船、微型无人船和水下机器人构建起来的第一定位子系统，以及由水下机器人和目标对象构建起来的第二定位子系统，由母船或者陆地服务器计算得到目标对象的定位信息，所述定位信息包括经纬度信息、水深信息等等。相比较现有技术中采用的由水下机器人作为等价与所述第一定位子系统中的主动声呐源，本发明实施例能够在保障水下机器人目标定位识别准确度的前提下，提高水下机器人的续航能力，并且减少水下机器人的数据处理量，从侧面降低了水下机器人的制造成本。另一方面，还能通过多微型无人船构成的检测系统，进一步提高最终计算得到的目标对象的定位信息。

本实施例中，相关通讯链路和预设距离的设置可以参考实施例1中所阐述内容，在此不一一赘述。在本实施例中，将结合图5所示结构示意图，阐述如何根据所述用于根据自身的第三位置信息、微型无人船的第二位置信息(包括微型无人船2和微型无人船21)、母船1和各微型无人船采集到的水下机器人3的声呐反射信号，以及目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息，计算得到目标的定位信息。

如图5所示，根据母船的第三位置信息和微型无人船的第二位置信息(包括图中微型无人船2和微型无人船21)计算得到三角形abd各边的长度，根据母船1和各微型无人船采集到的水下机器人3的声呐反射信号分别计算得到ab、bc和dc的长度，此时，便可以构建锥形c-abd模型，并根据锥形模型计算得到水下机器人3相对于母船1所在位置a的位置偏移量，从而得到所述第四位置信息。其中，第二定位子系统中目标对象相对于水下机器人的第一位置信息可以通过双目识别原理，配合第二声呐收发器32检测到的目标对象相对于水下机器人的相对距离，利用透视算法计算得到。综合上述水下机器人的第四位置信息和目标对象相对于水下机器人的第一位置信息，便可以计算得到目标对象的定位信息。

在本发明实施例中，为了增加整个系统操作的灵活性，对于两个微型无人船来说，其具体表现形式可以是微型无人船2为一机器鱼，而微型无人船21为浮标；或者微型无人船2为一无人艇，而微型无人船21为一浮标；还可以微型无人船2和微型无人船21均为浮标等等。上述可能的组合方式，均属于本发明实施例的保护范围内。

实施例4:

在公开了上述实施例1-实施例3所述的水下机器人目标定位识别系统后，本发明实施例用于阐述该系统如何运作，因此，本实施例提出了一种水下机器人目标定位识别方法，如图1-图4所示，包括具有主动声呐功能的母船1、至少一个具有被动声呐功能的微型无人船2和水下机器人3，如图6所示，方法包括：

在步骤201中，控制母船1和/或微型无人船2，使得母船1和微型无人船2之间相差预设距离，母船1获取所述微型无人船2的第二位置信息。

在具体实现时，所述微型无人船2可以是长期固定在海域上的，此时则控制母船1以实现与所述微型无人船2相距预设距离；若所述微型无人船2是由母船携带，并在组建本发明实施例中水下机器人目标定位识别系统时才投放到海域中指定位置，则可以通过具体投放时机控制微型无人船2，以便其投放位置与母船1所要停留的位置相距预设距离。其中，预设距离的计算可以参考实施例1中所述，在此不再赘述。

在步骤202中，所述水下机器人3获取目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息，并将所述第一位置信息发送给所述母船1。

其中，目标对象4可以是礁石、沉船、海底遗迹等静态对象，也可以是鱼类、甲壳类海洋中动态对象。其中，因为水下机器人计算得到目标对象4的第一位置信息相对于实施例1-3中所述的第四位置信息(即水下机器人的定位信息)的效率更高，所述效率更高是指在相同计算能力下，计算第一位置信息所需要时间远小于计算第四位置信息的时间，因为，计算第四位置信息需要一定时间用于声呐的传递。因此，母船在接收到水下机器人3反馈的第一位置信息时，同时记录相关的第一位置信息的生成时间，第一位置信息的接收时间等，以便于在后续计算得到第四位置信息时，能够匹配两者的时间点，达到更为准确的目标对象定位信息。

在步骤203中，所述微型无人船2中记录有母船1声呐信号的相关参数，并根据所述相关参数将采集到的来自水下机器人3的声呐反射信号反馈给母船1；其中，所述声呐反射信号由母船1发射出的声呐信号遇到所述水下机器人3后反射产生。

在步骤204中，所述母船1还用于根据自身的第三位置信息、微型无人船2的第二位置信息、母船1和微型无人船2采集到的水下机器人3的声呐反射信号和所述第一位置信息，计算得到目标的定位信息。相关计算方法参考实施例2和实施例3所述内容，在此不再赘述。

本发明实施例充分利用了母船自身的续航能力，以及其配备的声呐设备功能，简化了水下机器人和微型无人船的设计需求，并利用由母船、微型无人船和水下机器人构建起来的第一定位子系统，以及由水下机器人和目标对象构建起来的第二定位子系统，由母船或者陆地服务器计算得到目标对象的定位信息，所述定位信息包括经纬度信息、水深信息等等。相比较现有技术中采用的由水下机器人作为等价与所述第一定位子系统中的主动声呐源，本发明实施例所述方法能够提高水下机器人的续航能力，并且减少水下机器人的数据处理量，从侧面降低了水下机器人的制造成本。

结合本发明实施例，存在一种可选的实现方式，所述微型无人船2具体数量为两个或者两个以上，以所述两个或者两个以上的微型无人船2和母船1的声呐设备作为参考点，其中，各参考点在水面上构成等边图形。经过计算验证，由等边图像作为锥体底面，由水下机器人作为锥顶构成的锥体模型，其计算水下机器人相对于母船1的相对位置的效率远高于不规则图形构成的锥体底面。

结合本发明实施例提供了一种可行的水下机器人实现方式，如图2所示，所述水下机器人3包括第二声呐收发器32和双摄像头31，所述第二声呐收发器32用于获取水下机器人3到目标对象4的目标距离，所述双摄像头31用于采集目标对象4场景；所述水下机器人3根据所述目标距离和目标对象4场景，并通过透视算法计算出目标对象4相对于水下机器人3的第一位置信息。通常情况下水下机器人3还会配备处理器33、无线收发器34和动力推进装置35，其中无线收发器34用于与所述母船1建立通讯链路；而所述动力推进装置35则是用于完成水下机器人相应的移动操作；所述处理器33连接着双摄像头31、第二声呐收发器32、无线收发器34和动力推进装置35，用于处理双摄像头31采集的图像信息和第二声呐收发器32采集的声呐信息，并分析出第一位置信息；还用于控制所述无线收发器34发送所述第一位置信息给母船1，以及控制所述动力推进装置35完成水下航行动作。

在本发明实施例中，所述母船1和微型无人船2采集到的水下机器人3的声呐反射信号包括回波接收时间、回波波前法线和/或回波信号与发射信号之间的频移；其中，母船1和/或微型无人船2通过回波信号与发射信号问的时延确定目标的距离，由回波波前法线方向可确定目标的方向，由回波信号与发射信号之间的频移确定目标的径向速度。

在本发明实施例中，所述微型无人船2的第二位置信息是由所述母船1发射的雷达信号检测得到；或者在所述微型无人船2上安装有gps定位模块时，由所述微型无人船上报其gps定位模块检测得到的第二位置信息。

由于基于一个共同的发明构思，本发明实施例中所阐述的相关内容同样也适用于实施例1-实施例3中相应内容。本领域技术人员能够在不需要创造性劳动的情况下，将上述系统实施例1-3中相关技术内容使用到方法实施例4中，也可以将方法实施例4相关技术内容使用到系统实施例1-3中。上述可能的组合和扩展出的技术方案，均属于本发明的保护范围内。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。