[发明专利]一种全海深自主遥控水下机器人的控制系统及控制方法

说明书

本发明涉及水下机器人控制领域，具体地说是一种全海深自主遥控水下机器人为适应模块化设计而采用的控制系统及控制方法。系统包括：控制主体，用于控制外接传感器设备，采集外接传感器的状态信息，与水面显控中心交互数据；通信设备，用于连接控制主体与水面显控中心进行通信与数据交互；水面显控中心，用于与控制主体通信，监控控制主体在水下的工作状态。方法包括水面显控中心端控制以及水下机器人载体端控制。本发明的控制方法使用状态机流转的方式来对应ARV整个作业过程中的几个阶段，简单明了且便于软件的模块化设计，能够移植到其他ARV系统控制方法中。

技术领域

本发明涉及水下机器人控制领域，具体地说是一种全海深自主遥控水下机器人为适应模块化设计而采用的控制系统及控制方法。

背景技术

近年来，水下机器人在海洋勘探、水下搜救及军事侦察等领域发挥了越来越重要的作用。自主遥控水下机器人ARV是一种集自主水下机器人AUV和有缆遥控水下机器人ROV特点于一身的新型的混合式水下机器人，ARV自带能源并携带光纤微缆，既可以进行较大范围的水下调查，又可以进行局部区域的精确调查和作业。

对于全海深自主遥控水下机器人，由于工作环境特殊——控制主体密封在充油电子舱中承受与外界相同的压力，因此无法直接将现有的水下机器人控制系统应用于全海深自主遥控水下机器人；此外，现有水下机器人控制系统种类纷繁复杂，设计出一种针对自主遥控水下机器人的，简单可靠，能够满足大多数自主遥控水下机器人的控制系统势在必行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种全海深自主遥控水下机器人控制系统及控制方法，可应用于万米强压充油环境中；能够保证自主遥控水下机器人安全可靠地完成控制任务，具有良好的可移植性；同时具有可扩展性，方便后期维护与升级。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种全海深自主遥控水下机器人的控制系统，包括：

控制主体，用于控制外接传感器设备，采集外接传感器设备的状态信息，与水面显控中心交互数据；

通信设备，用于连接控制主体与水面显控中心并进行通信与数据交互；

水面显控中心，用于与控制主体通信，监控ARV在水下的工作状态。

还包括：控制与导航设备、探测设备、扩展设备分别接于控制主体与通信设备之间。

所述控制主体包括主控计算机系统以及分别与主控计算机系统相连的应急控制节点、推进控制节点、交换机。

所述通信设备具有四种与水面显控中心通信的方式，分别为：光纤通信，无线电、铱星通信，水声通信，脐带电缆通信。

所述水面显控中心包括水面无线电台、水面超短基线接收装置分别与通信设备中的无线电、铱星通信，水声通信相对应，还包括交换机。

一种全海深自主遥控水下机器人的控制方法，包括水面显控中心端控制以及水下机器人载体端控制两部分。

所述水面显控中心端控制方法如下：

1)水面显控中心初始化水面显控计算机；

2)当检测到水面显控中心中的交换机上有ARV通过光纤、脐带缆上传的主控计算机系统采集到的ARV的状态信息需要接收时，水面显控计算机自动接收、解析、存储、显示主控计算机系统采集到的ARV的状态信息；

3)当检测到水面显控计算机的串口上有ARV通过无线电、铱星模块、声通信机、超短基线方式上传的主控计算机系统采集到的ARV的状态信息需要接收时，水面显控计算机接收、解析、存储、显示主控计算机系统采集到的ARV的状态信息；

4)水面显控中心根据水面显控计算机输入的控制指令，定时发送控制指令给ARV控制主体。