[实用新型]采样检测无人船的智能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人船技术领域，具体是指采样检测无人船的智能控制系统。

背景技术

采样检测无人船主要用于江河湖库的水质监测。在可能存在有毒有害物质的环境下，无人船无需现场驾驶员操控就能自主航行并进行水质采样，一方面可以有效避免有毒有害物质对驾驶员或采样人员的身体侵害，另一方面无人船的体积比载人船只的体积小巧、轻便灵活，还具有噪音小、节能减排等优势。但是面对复杂的环境，采样检测无人船在执行任务时可能需要不断的调整运行状态以便安全的完成任务。现有采样检测无人船的控制系统无法对复杂环境中执行任务的无人船进行快速、有效的调节，使得现有采样检测无人船在执行任务时稳定性差、工作效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供采样检测无人船的智能控制系统，通过自动控制与远程的人工控制相结合的方式对无人船的运行进行高效管理，使采样检测无人船在执行任务时更加稳定、高效、安全。

采样检测无人船的智能控制系统，包括船载控制器和分别与船载控制器连接的电源管理单元、路线规划单元、运行数据采集单元、环境探测单元、电机驱动单元、舵机控制单元、控制中心，控制中心与船载控制器远程通讯连接，电源管理单元内嵌电量智能管理模块；所述船载控制器包括依次连接的控制芯片、模式切换模块、执行模块，控制芯片还与数据处理模块、远程通讯模块依次连接；所述模式切换模块包括模式切换开关和分别连接于输出端的自动操作模块、人工操作模块，模式切换开关的输入端与控制芯片连接，自动操作模块、人工操作模块的输出端分别与执行模块连接。

所述船载控制器、电源管理单元、路线规划单元、运行数据采集单元、环境探测单元、电机驱动单元、舵机控制单元均设置在无人船的船体上，无人船通过船载控制器与控制中心的远程通讯连接进行数据传输。所述船载控制器为智能控制系统的核心部件，同时接收路线规划单元发送的自动控制指令和控制中心发送的人工控制指令。所述控制芯片通过模式切换模块选择执行自动控制指令或人工控制指令，然后由执行模块将对应的执行指令发送至执行单元进行动作。本实用新型通过上述结构实现无人船的智能控制，提高无人船运行的稳定性、安全性，确保无人船更加高效的执行任务。

所述模式切换开关的输入端与控制芯片连接，模式切换开关的一号输出端与自动控制模块连接，模式切换开关的二号输出端与人工控制模块连接，模式切换开关的输出模式只有两种：第一种是连通自动控制模块且断开人工控制模块；第二种是连通人工控制模块且断开自动控制模块。模式切换开关由控制芯片执行控制中心的指令进行输出模式的切换，若模式切换开关采用连通自动控制模块且断开人工控制模块的输出模式，则执行模块仅执行路线规划单元发送的自动控制指令，对无人船的行驶状态进行自动控制；若模式切换开关采用连通人工控制模块且断开自动控制模块的输出模式，则执行模块仅执行控制中心发送的人工控制指令，对无人船的行驶状态进行人工控制。采用上述模式切换模块不仅可以通过自动控制和远程的人工控制两种方式对无人船的航行进行调整还可以避免自动控制与人工控制同时进行时发生指令干扰的情况，进一步提高无人船执行任务时的安全性并提高工作效率。

进一步地，所述路线规划单元包括内嵌差分系统的GPS导航模块；所述运行数据采集单元包括分别与GPS导航模块连接的定位器、速度检测仪和电子陀螺仪。

所述GPS导航模块中存储有预先设定好的包括航程路线、航向、行驶速度等数据信息的预定路线信息，通过船载控制器执行相应指令使电机驱动单元或舵机控制单元工作，实现无人船按预定路线信息进行行驶。所述定位器实时采集无人船的位置信息。所述速度检测仪实时采集无人船的速度信息。所述电子陀螺仪实时采集无人船的航向信息。所述位置信息、速度信息、航向信息统一发送至GPS导航模块和船载控制器的数据处理模块。GPS导航模块通过内嵌的差分系统对预定路线信息和实时采集的各项信息进行比较，并根据比较结果生成包括修正速度、修正航向的自动修正指令，实现无人船自动修正航线的功能。

进一步地，所述速度检测仪为主要由光栅盘和光电检测装置组成的光电编码器。

所述光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，光电编码器由光栅盘和光电检测装置组成，当光栅盘开始旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测出若干脉冲信号，通过计算一定时间内光电编码器输出脉冲的个数就可以反映出当前的速度。

进一步地，所述环境探测单元包括声纳探测仪、雷达探测仪和主要由水面观测摄像头、水下观测摄像头组成的可视化观察装置。