[发明专利]水下无人航行器集群仿真平台

说明书

本发明提供的是一种水下无人航行器集群仿真平台。包括水面监控模块、3D模型与信息中转模块以及UUV仿真模块；水面监控模块生成使命任务，下发给每一个UUV并显示每个UUV的状态信息；3D模型与信息中转模块运行信息中转服务程序、3维以及2维显示程序，把水面监控模块下发的使命任务通过串口发送给每个UUV并对UUV集群进行实时3维显示与2维显示；UUV仿真模块接收使命任务，解析任务指令，并通过控制器得到输出提供给UUVModel，UUVModel进行解算得到UUV的状态信息并在界面上显示，再把信息发回给水面控制模块和全部UUV。本发明主要用途是解决UUV集群的仿真调试问题和仿真调试平台的扩展问题。

技术领域

本发明涉及的是一种水下无人航行器(UUV)仿真调试装置，具体地说是一种水下无人航行器(UUV)集群的仿真调试装置。

背景技术

随者人们对海洋资源越来越重视，UUV在海洋资源的勘探和海洋信息的收集中的作用越来越重要，各国都在进行UUV的研制工作。在UUV的研制过程中，尤其是在UUV下水进行实验前，对即将下水的UUV进行仿真调试是极其重要的步骤。目前，由于绝大多数对UUV的研究都是针对单个UUV，所以一些针对UUV而设计的仿真调试系统都只能实现对单个UUV的仿真调试而不具备对UUV集群的仿真调试功能。为了对UUV集群进行仿真调试，这就要求设计出来的仿真调试平台不仅具备对单个UUV进行独立的仿真调试的功能，而且必须具备对UUV集群的仿真调试能力。如果想扩大UUV集群的规模，仿真调试平台还应能在一定UUV数量之内进行简单方便的扩展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于UUV集群仿真的水下无人航行器集群仿真平台。

本发明的目的是这样实现的：

包括水面监控模块、3D模型与信息中转模块以及UUV仿真模块；水面监控模块生成使命任务，下发给每一个UUV并显示每个UUV的状态信息；3D模型与信息中转模块运行信息中转服务程序、3维以及2维显示程序，把水面监控模块下发的使命任务通过串口发送给每个UUV并对UUV集群进行实时3维显示与2维显示；UUV仿真模块接收使命任务，解析任务指令，并通过控制器得到输出提供给UUVModel，UUVModel进行解算得到UUV的状态信息并在界面上显示，再把信息发回给水面控制模块和全部UUV。

本发明还可以包括：

1.水面监控模块使用FleetUUV进行使命任务的生成、使命任务的下发，接收UUV集群中每个UUV状态并把UUV的状态进行图形化显示。

2.UUV仿真模块使用两台QNX虚拟机对UUV的运动进行仿真。

3.所述UUVModel进行解算是运行UUVModel对UUV的动力学特性和相关参数仿真，解析出UUV的状态信息。

4.所述把信息发回给水面控制模块和全部UUV是指：状态信息通过CommTunnel和3D模型与信息中转模块发回水面监控模块和全部UUV。

5.水面监控模块包括一台运行Windows系统的计算机，用于任务规划并下发使命任务文本，以及用于状态监控，监控状态包括每个UUV的位置信息、姿态信息、航向、航速、各传感器的工作状态、UUV自身的健康状况，由一个基于Windows的GUI软件FleetUUV来实现。

6.3D模型与信息中转模块包括一台运行Ubuntu系统的计算机和USB转RS-232转换器。

7.UUV仿真模块由多台运行Windows系统的计算机组成，通过三个方面来实现对真实UUV的仿真，其一是通过采用VMware软件，在仿真UUV的计算机上安装两台QNX虚拟机，分别对应QNXMission和QNXMotion；其二是基于Windows的GUI软件UUVMode包括已经组装完成UUV的全部动力学特性及相关参数，在仿真过程中在界面上直接显示出UUV的位置、航向、航速以及姿态信息；其三是使用CommTunnel实现串口信息和网络信息的相互转换。