(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110029588.3 (22)申请日 2021.01.1 1 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 112685839 A (43)申请公布日 2021.04.20 (73)专利权人 武汉科技大 学 地址 430081 湖北省武汉市青山区和平大 道947号 (72)发明人 纪文龙　林云汉　陈姚节　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 李文清 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 110245569 A,2019.09.17 CN 1109400 A,1995.10.04 CN 111639464 A,2020.09.08 US 201520 3215 A1,2015.07.23 王旭东等.超声速来流下混合 流动控制射 流 角度影响数值研究. 《空气动力学 学报》 .2018, (第04期), 闵永林等.考虑俯仰角的消防水炮射 流轨迹 理论模型. 《机 械工程学报》 .201 1, 袁晓明等.消防水炮水力学性能研究综述. 《机械设计》 .2017,(第01期), 陈姚节等.基 于图像分割的水炮射 流落点检 测. 《计算机 工程与设计》 .2020, 审查员 李斌 (54)发明名称 基于目标驱动的射 流装置运动控制方法 (57)摘要 本发明提供一种基于目标驱动的射流装置 运动控制方法， 该方法包括： 获取目标在射流本 体坐标系下的横坐标和纵坐标； 根据横坐标和纵 坐标， 获取射流本体的偏航角； 将目标与射流本 体之间的水平距离输入到俯仰角预测模型中， 获 取射流本体的俯仰角， 俯仰角预测模 型以水平距 离为样本、 实际俯仰角为标签进行训练得到； 根 据偏航角和所述俯仰角， 对射流本体进行逆运动 学求解， 获取射流本体中电机的旋转角度， 并根 据所述旋转角度控制所述射流本体打击所述目 标。 本发明提出的方法不仅减少了逆运动学求解 的计算步骤， 而且利用神经网络技术避免了对射 流进行了复杂的数学建模， 达到了简化了计算过 程、 降低计算复杂度目的。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 112685839 B 2022.08.02 CN 112685839 B 1.一种基于目标驱动的射 流装置运动控制方法， 其特 征在于， 包括： 获取目标在射流本体坐标系下的横坐标和纵坐标， 所述射流本体坐标系以所述射流本 体为原点、 以所述射流本体到所述目标的水平方向为Y轴、 以所述射流本体到所述目标的垂 直方向为X轴； 根据所述横坐标和所述纵坐标， 获取 所述射流本体的偏航角； 将所述目标与 所述射流本体之间的水平距离输入到俯仰角预测模型中， 获取所述射流 本体的俯仰角， 所述俯仰角预测模型以水平 距离为样本、 实际俯仰角为标签进行训练得到； 根据所述偏航角和所述俯仰角， 对所述射流本体进行逆运动学求解， 获取所述射流本 体中电机的旋转角度， 并根据所述旋转角度控制所述 射流本体打击所述目标。 2.根据权利要求1所述的基于目标驱动的射流装置运动控制方法， 其特征在于， 所述根 据所述横坐标和所述纵坐标， 获取 所述射流本体的偏航角， 包括： 根据所述横坐标和所述纵坐标， 计算所述偏航角的正弦值； 根据所述偏航角的正弦值， 获取 所述偏航角。 3.根据权利要求2所述的基于目标驱动的射流装置运动控制方法， 其特征在于， 所述根 据所述横坐标和所述纵坐标， 获取 所述射流本体的偏航角， 应用如下公式获得： 其中， θy表示所述偏航角，xGx表示所述横坐标，xGy表示所述纵坐标。 4.根据权利要求1至3任一所述的基于目标驱动的射流装置运动控制方法， 其特征在 于， 所述俯仰角预测模型依次包括输入层、 隐藏层和输出层， 所述隐藏层包括三层全连接 层， 每层全连接层的节点数量分别为5、 7和10 。 5.根据权利要求1至3任一所述的基于目标驱动的射流装置运动控制方法， 其特征在 于， 所述俯仰角预测模型的激活函数如下： Relu(x)＝max(0,x)， 其中， x表示所述俯仰角预测模型中某一节点的计算结果。 6.根据权利要求4所述的基于目标驱动的射流装置运动控制方法， 其特征在于， 所述俯 仰角预测模型中每层的数 学表达式如下： outputi＝Relu(Wi×outputi‑1+Bi)， 其中， outputi表示第i层的输出， outputi‑1表示第i‑1层的输出， Wi表示第i层的权重， Bi 表示第i层的偏置 。 7.根据权利要求4所述的基于目标驱动的射流装置运动控制方法， 其特征在于， 所述俯 仰角预测模型的损失函数如下： Loss(GT, θp)＝(GT‑θp)2， 其中， GT表示所述水平 距离， θp表示所述输出层的输出值。 8.一种基于目标驱动的射 流装置运动控制系统， 其特 征在于， 包括： 横纵坐标模块， 用于获取目标在射流本体坐标系下的横坐标和纵坐标， 所述射流本体 坐标系以所述射流本体为原 点、 以所述射流本体到所述目标的水平方向为Y轴、 以所述射流 本体到所述目标的垂直方向为X轴；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 112685839 B 2偏航角模块， 用于根据所述横坐标和所述纵坐标， 获取 所述射流本体的偏航角； 俯仰角模块， 用于将所述目标与 所述射流本体之间的水平距离输入到俯仰角预测模型 中， 获取所述射流本体的俯仰角， 所述俯仰角预测模型以水平距离为样本、 实际俯仰角为标 签进行训练得到； 伺服模块， 用于根据 所述偏航角和所述俯仰角， 对所述射流本体进行逆运动学求解， 获 取所述射流本体中电机的旋转角度， 并根据所述旋转角度控制所述射流本体打击所述目 标。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运 行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所 述基于目标驱动的射 流装置运动控制方法的步骤。 10.一种非暂态计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算 机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于目标驱动的射流装置运动控 制方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 112685839 B 3