[发明专利]一种半潜式航行器自动巡航系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种半潜式航行器自动巡航系统及控制方法，属于自动控制技术领域。本发明通过地面数据传输系统将PC计算机(17)连接到飞控板(3)；遥控手柄(18)将控制指令通过PC计算机(17)发送到飞控板完成对执行机构的控制；然后飞控板(3)、树莓派(2)、交换机(10)与控制舱内图传(15)通过地面数据传输系统将传感器信息传回PC计算机(17)完成数据保存与实时显示。本发明可解决半潜式航行器远距离或夜间手动控制不精准问题，实现了半潜式航行器的自动巡航和自动返航，有效降低了半潜式航行器操控手的培训成本和利用半潜式航行器巡逻的难度。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种半潜式航行器自动巡航系统。

背景技术

随着科技的不断进步，半潜式航行器巡航在民用和军事方面得到了更广泛的应用。由于半潜式航行器由鱼雷型的水下主体和桅杆组成，相比于水面船，半潜式航行器有较好的耐波性和隐蔽性，相比于传统水下无人航行器，半潜式航行器能实时传输数据和获得位置信息，因此在海洋监控中有先天优势。目前半潜式航行器的航行控制方式主要有手动控制和自动控制。在近距离处和可观测到半潜式航行器时，半潜式航行器可通过手动控制巡逻，然而在远距离或夜间无法观测到半潜式航行器时，由于半潜式航行器目标小，难以准确的控制其延目标航向航行，自动巡航能够自主地按照特定路径进行巡逻，同时声纳和摄像机能实时传输巡逻过程中的图像信息，有利于节省人工和提高监控效率，因此研制出一种半潜式航行器自动巡航系统，对于半潜式航行器的实际应用具有重要的意义。

发明内容

本发明提出了一种半潜式航行器自动巡航系统，主要解决针对半潜式航行器运动控制中手动控制不精准和难操控的缺陷的技术问题。

一种半潜式航行器自动巡航系统，包含装置控制系统1、电源模块、以及地面数据传输系统；所述装置控制系统1与电源模块连接，再与地面数据传输系统相连。

所述装置控制系统1包括树莓派(Raspberry Pi)2、飞控板(Pixhawk)3、执行机构、GPS模块9、交换机10、水上摄像机11、水下摄像机12、前视声纳13、侧扫声纳14、控制舱内图传15；所述树莓派(Raspberry Pi)2分别与水下摄像机12、飞控板(Pixhawk)3和交换机10相连；飞控板(Pixhawk)3与GPS模块9和树莓派(Raspberry Pi)2交换数据后将控制信号传输给执行机构；所述交换机10与水上摄像机11交换数据后再将数与控制舱内图传15交换；控制舱内图传15分别接收前视声纳13、侧扫声纳14数据后与地面数据传输系统进行数据交换。

所述电源模块包含电压转换器7、电池8；电压转换器7与电池8相连然后再与装置控制系统相连。

所述地面数据传输系统包含岸基系统图传16、PC计算机17、遥控手柄18；所述岸基系统图传16与装置控制系统中的控制舱内图传15通过无线连接再与PC计算机17相连；PC计算机17与遥控手柄18相连。

所述执行机构包括主推进器4、侧推进器5、舵机6；主推进器4、侧推进器5、舵机6分别与飞控板(Pixhawk)3相连。

一种半潜式航行器自动巡航系统控制方法，实现步骤如下：

步骤一：打开电源，给树莓派(Raspberry Pi)2、控制舱内图传15、和飞控板(Pixhawk)3上电，完成控制舱内图传15与岸基系统图传16互相连接，打开前视声纳13、侧扫声纳14、水上摄像机11与水下摄像机12的继电器控制开关；

步骤二：PC计算机17连接飞控板(Pixhawk)3，获取并记录半潜式航行器位置、姿态和运动速度信息；

步骤三：规划半潜式航行器巡航路线，并传送到飞控板(Pixhawk)3；

步骤四：遥控手柄18匹配PC计算机17，控制半潜式航行器到自动巡航起始位置；