[发明专利]一种双控自主无人船

说明书

本发明属于无人船领域，并公开了一种双控自主无人船，包括船体及共同安装在所述船体上的整流器、电控板、第一螺旋推进机构、第二螺旋推进机构、遥控器接收机、第二螺旋推进机构、微控制器、GPS接收机、惯性导航系统、无线数传电台、固态继电器和GPS传感器；固态继电器用于控制电控板与遥控器接收机接通或控制电控板与微控制器接通，从而实现遥控器控制无人船的航行和上位机控制无人船的双控航行。本发明可通过上位机与微控制器通信，并通过微控制器来控制螺旋推进机构的运动，实现自主航行，而且也可以通过遥控器来控制螺旋推进机构的运动，具有船载自主航行控制和遥控器遥控两种控制模式。

技术领域

本发明属于无人船领域，更具体地，涉及一种自主无人船。

背景技术

水面无人船是一种在开阔水域中具有自主航行能力，可以通过搭载不同的功能单元来完成相应任务的水面航行器。随着人类海洋勘探活动的增加和自动化技术的成熟，自主无人船逐渐被投放到市场中，辅助人类进行海洋工程作业。由于可以节省大量人力物力，无人船在海洋环境监测、水文测量、海岸线巡逻等方面崭露头角。

近年来国内自主无人船技术发展迅速，各大高校和研究所已经取得一定研究成果。在北京奥运会青岛奥帆赛上，由中国航天科工集团公司沈阳新光公司研制的中国第一艘无人驾驶海上气象探测船“天象一号”成功的为赛会提供气象保障服务。天象一号的研制涉及到自动驾驶、自主避碰、卫星通信、图像传输等多项前沿技术，其续航能力达二十天左右，并能在高海况下进行气象探测工作。但是目前国内无人测量船主要是以遥控器控制为主，普通遥控无人船有很强的依赖性，而且易受外界干扰，精度和稳定性都不高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种双控自主无人船，无人船能够在上位机监控下航行，具有自主航行和遥控器控制两种工作模式，并且允许监控平台远程切换两种工作模式。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种双控自主无人船，包括船体及共同安装在所述船体上的整流器、电控板、第一螺旋推进机构、第二螺旋推进机构和遥控器接收机，所述整流器分别连接所述电控板、第一螺旋推进机构和第二螺旋推进机构，所述电控板分别连接所述第一螺旋推进机构和第二螺旋推进机构，其特征在于，还包括共同安装在所述船体上的微控制器、GPS接收机、惯性导航系统、无线数传电台、固态继电器和GPS传感器，所述微控制器分别连接所述GPS接收机、惯性导航系统、无线数传电台和固态继电器，所述GPS接收机连接所述GPS传感器，所述固态继电器分别连接所述电控板和遥控器接收机，所述遥控器接收机上连接有遥控器天线，所述无线数传电台上连接有电台天线；

上位机和无线模块设置在岸上，并且所述无线模块通过无线网络与所述无线数传电台通信，从而使所述上位机与所述微控制器进行信息交互；

所述固态继电器用于使电控板与遥控器接收机接通或使电控板与微控制器接通，从而使无人船受遥控器控制或受上位机控制；

微控制器、GPS传感器、GPS接收机、惯性导航系统、无线数传电台、辅助电池共同构成了船载自主控制系统，船载自主控制系统包含有自主航行控制算法，以实现自主航行控制，微控制器接收和处理各个船载传感器的数据信息，并将处理后的传感器信息和无人船自身的运动状态信息整合为一条数据帧，通过无线数传电台打包发送到上位机监控平台记录和分析；

根据遥控器接收机发出的控制信号形式与无人船航速大小的对应关系，设计驱动程序，使微控制器模拟遥控器接收机的控制信号，产生相似的PWM信号控制航速，实现船载自主控制系统与推进系统建立连接；

通过控制继电器开关实现无人船控制信号的选择，即微控制器控制信号或遥控器控制信号的选择，信号切换由上位机监控平台远程控制，双控自主无人船在自主控制系统故障或失电时通过遥控器遥控方式返回。

优选地，初始状态时，所述固态继电器接通电控板与遥控器接收机。

优选地，所述上位机能控制固态继电器的开关的切换。