[发明专利]一种自主式水下机器人的水面控制台

说明书

本发明公开了一种自主式水下机器人的水面控制台，属于水下机器人技术领域。主要包括箱盖，显示器，AD采集模块，继电器，无线电模块，WIFI模块，电源模块，工控机。水下机器人在水面运动时，水面操控系统通过无线电获取水下机器人在水面的运动位置和姿态，通过北斗模块与卫星实现通讯，获取当前的控制台和机器人位置，并通过控制台所处位置的相对位置确定机器人位置。同时，水下机器人通过无线电与水面操控系统进行通讯，实现水下机器人向控制台反馈其运动信息以及控制台对水下机器人进行控制的双向通讯。硬件部分采用模块化安装，即各种电源模块，功能模块分层安装，内部构造简洁清晰，方便拆卸与修理。

技术领域

本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及一种自主式水下机器人的水面控制台。

背景技术

21世纪人类将面临人口膨胀和生存空间有限的矛盾，陆地资源枯竭和社会生产需要增长的矛盾，以及生态环境恶化和人类发展的矛盾这三大挑战。占地球表面积71％的海洋，是一个富饶而远未得到开发的宝库，它作为人类的蓝色国土，是生物资源、能源、水资源和金属资源的战略性开发基地，是最有发展潜力的空间，它关系到人类的生存和发展，对我国经济与社会发展起着巨大的支撑作用。

水下机器人作为人类探索和开发海洋的工具，将在海洋这一领域发挥重要的作用。水下机器人的研究和广泛应用对于充分利用自然资源，发展国民经济具有十分重要的现实意义。水下机器人在世界范围内的应用领域已经不断扩大，如海洋研究、科学考察、海洋开发和水下工程等。在民用方面，水下机器人主要应用于海洋环境监测、海洋地球科学数据采集和海底资源调查等方面。随着能源、水声通信、传感器、导航定位、自主控制等技术的不断发展，水下机器人在科学研究(海底地形测绘、海洋学研究、水文地理研究、水道测量研究、环境监测)和商业应用(海底资源调查、石油天然气管线检查、海底电缆光缆检查敷设、水下工程检查)等方面将会有更加广阔的应用前景。在军事方面，以美国为代表的西方发达国家越来越强调战争中的零伤亡。这使得无人武器系统在未来战争中的重要性迅速提高，并且其潜在的作战效能越来越明显。作为无人武器系统重要组成部分的智能水下机器人能够以水面舰船或潜艇为基地，在数百里的水下空间自主完成环境探测、目标识别、情报收集和数据通讯，从而大大地扩展了水面舰船或潜艇的作战空间，它将成为未来水下战争中争夺信息优势、实施精确打击与智能攻击、完成战场中特殊作战任务的重要手段之一。

水下机器人是人工智能、自动控制、模式识别、信息融合与理解、系统集成等技术的集成体，其系统本身具有非线性、强耦合、时变、不确定性等特点，再加上海洋环境的复杂多变和不可预测性，因此，充分了解水下机器人系统的特性并设计满足不同控制要求的控制器来保证它稳定、安全、准确地工作是至关重要的随着计算机技术、人工智能技术、微电子技术、小型导航设备、指挥与控制硬件、逻辑与软件技术的突飞猛进，自主式水下机器人得到了大力发展，摆脱了系缆的牵绊，在水下作业方面更加灵活，该技术日益受到各国海洋技术部门的重视。

自主式水下机器人具有活动范围大、机动性好、安全、隐蔽性好、成本低等优点，成为完成各种水下任务的重要工具。在民用领域，可用于铺设管线、海底考察、数据收集、钻井支援、海底施工，水下设备维护与维修等；在军用领域则可用于侦察、布雷、扫雷、援潜和救生等。

由于浪和流等的影响导致水上环境的复杂多变，存在着许多的不确定因素，因此实现工作人员对水面工作机器人进行准确的控制和定位是很重要的。

发明内容

本发明目的在于提供可用于显示小型自主式水下机器人在水中实时运动姿态以及位置信息并能对其运动进行控制的一种自主式水下机器人的水面控制台。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：