[发明专利]一种带测量载荷稳定平台的无人水面测量系统

说明书

本发明涉及一种带测量载荷稳定平台的无人水面测量系统，包括无人船分系统和车载操控分系统，无人船分系统将船体及测量载荷状态数据、测量数据发送给车载操控分系统，车载操控分系统接收并处理船体及测量载荷状态数据、测量数据，用于对无人船分系统进行远程控制；无人船分系统包括船体、船载控制模块、船载通信模块和测量载荷稳定平台；车载操控分系统包括车体、车载操控模块和车载通信模块。本发明船体采用三体式船型，姿态变化幅度小，初步为测量载荷姿态稳定提供了良好工作条件；采用测量载荷稳定平台挂载测量载荷并保持测量载荷姿态稳定，显著提升测量载荷测量效果。

技术领域

本发明涉及一种带测量载荷稳定平台的无人水面测量系统，属于涉及水下目标测量/测绘无人船技术领域。

背景技术

无人水面测量船采用遥控或自主方式实现航行及测量作业，完成勘察测绘、管线巡检、水下考古、工程勘测等测量任务。与有人测量船相比，无人水面测量船具有人员风险小、作业成本低、可在浅水区作业等优点，是有人测量船的有益补充，具有良好的应用前景。

现有无人测量船船长集中在1m～5m范围内，在岸基或母船上控制无人船航行，搭载单波束测深仪、多波束测深仪、CTD(温盐深仪)、侧扫声纳等测量载荷完成测量作业。受船体长度及通信距离限制，现有无人测量船主要应用在湖泊、内河及近海等水面风浪小的场景。船体采用开放式结构，可搭载和集成各种传感器，岸基操控系统可实时显示导航信息及传感器信息。

在测量作业过程中，姿态变化对测量载荷测量效果有重要影响。测量载荷与船体的连接方式主要有拖曳式、固连式。拖曳式的测量载荷姿态受船体姿态变化影响小，但线缆容易被渔网等缠绕；固连式的测量载荷姿态受船体姿态影响较大，现有无人水面测量船体宽度窄、船长短且多为单体式，船体姿态受海况影响严重。另外，受船体操控性能影响，无人测量船仅通过无遥控或自主控制难以胜任复杂水域(如渔业区或石油平台附近)的作业任务。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，提出一种带测量载荷稳定平台的无人水面测量系统，采用三体式船型、通过测量载荷稳定平台保持测量载荷姿态稳定，通过人为操控控制、遥控操控及自主航行相结合的方式保障无人水面测量系统适应复杂水域测量作业任务。

本发明解决技术的方案是：

一种带测量载荷稳定平台的无人水面测量系统，包括无人船分系统和车载操控分系统，无人船分系统将船体及测量载荷状态数据、测量数据发送给车载操控分系统，车载操控分系统接收并处理船体及测量载荷状态数据、测量数据，用于对无人船分系统进行远程控制；

无人船分系统包括船体、船载控制模块、船载通信模块和测量载荷稳定平台；

车载操控分系统包括车体、车载操控模块和车载通信模块；

车载操控模块通过车载通信模块向船载控制模块发送船体航行轨迹指令信息和测量载荷姿态控制指令信息，船载控制模块通过船载通信模块接收船体航行轨迹指令信息和测量载荷姿态控制指令信息，船载控制模块控制船体按照设定的航行模式及航行轨迹行驶，同时控制测量载荷稳定平台下放测量载荷，并保持测量载荷姿态稳定，同时采集船体周围的船体环境感知数据；船载控制模块通过船载通信模块将船体航行数据、测量载荷数据、船体环境感知数据传递给车载操控模块，车载操控模块通过车载通信模块接收船体航行数据、测量载荷数据、船体环境感知数据并显示；

通过船体航行数据和船体环境感知数据判断船体前方是否存在障碍物，如果存在，则重新规划船体航行轨迹，车载操控模块通过车载通信模块向船载控制模块重新发送规划后的船体航行轨迹指令信息。

优选的，船体为三体式船型，包括主船体、侧船体及连接桥，侧船体对称设置在主船体中部的两侧，通过连接桥连接。