[实用新型]一种无人船编队系统

说明书

本实用新型公开了一种无人船编队系统，包括船载控制系统和岸基控制系统；船载控制系统包括船端控制主机、航行信息采集设备、抗干扰自组织网电台、船载卫星通信终端和动作执行机构；船端控制主机分别与航行信息采集设备、抗干扰自组织网电台、船载卫星通信终端和动作执行机构电连接；无人船之间通过抗干扰自组织网电台信息交互；所述的岸基控制系统包括基岸卫星通信终端与上位机，上位机与岸基卫星通信终端电连接；所述的船载控制系统与岸基控制系统进行卫星通信。本实用新型可保持一定的无人船编队队形并搭载相关传感器进行作业，能对目标水域进行无死角的拉网式搜索和探测等作业功能，比传统单船探测提高了作业效率、降低了作业时间、保证了作业精度。

技术领域

本实用新型涉及无人船控制领域，更具体地，涉及一种无人船编队系统。

背景技术

近年来，自主无人船是水面航行器研究的一个热点，其技术基础是自主运动控制技术。目前无人船的应用案例很多，但在无人船编队研究方面，目前极少见到公开资料介绍。在中国实用新型专利CN 107037816A中公开了一种无人船编队系统。岸基监控系统包括上位机和岸基ZigBee通信模块，上位机与岸基ZigBee通信模块连接，船载控制系统包括微控制器及分别与微控制器连接的船载ZigBee通信模块、GPS传感器、姿态传感器和执行机构。将岸基ZigBee通信模块设置为主节点，船载ZigBee通信模块设置为从节点，岸基监控系统对无人船采用广播通信方式，无人船对岸基监控系统采用点对点通信方式。

在这种无人船编队系统中，岸基ZigBee通信模块通过ZigBee通信网络与所有的ZigBee通信模块进行通信。但是ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。工作于通用频段2.4GHz最大传输速率为250kbps，通信距离在10-100m，即便通过其他节点转发其通信距离也不过几公里，只能在近海或者内河距离岸基较近区域使用。

实用新型内容

针对目前在无人船编队研究中，由于ZigBee通讯距离短，并不能真正意义上的自主航行的问题，本实用新型提出一种无人船编队系统，本实用新型采用的技术方案是：

一种无人船编队系统，包括船载控制系统和岸基控制系统；

所述的船载控制系统设置在无人船的船体上，船载控制系统包括船端控制主机、航行信息采集设备、抗干扰自组织网电台、船载卫星通信终端和动作执行机构；船端控制主机分别与航行信息采集设备、抗干扰自组织网电台、船载卫星通信终端和动作执行机构进行电连接；无人船之间通过抗干扰自组织网电台进行信息交互；

所述的岸基控制系统包括基岸卫星通信终端与上位机，上位机与岸基卫星通信终端进行电连接；

所述的船载控制系统与岸基控制系统进行卫星通信。

本实用新型提供的无人船控制系统，使用抗干扰自组织网电台实现无人船编队之间信息交互，定义其中一抗干扰自组织网电台作为网络汇节点。抗干扰自组织网电台网络将无人船编队各个无人船的航行状态信息、控制信息、作业过程信息以多跳方式传送至抗干扰自组织网电台网络汇节点；抗干扰自组织网电台网络汇节点通过船载卫星通信终端与岸基卫星通信终端进行卫星通信。抗干扰自组织网电台网络汇节点将数据发送到船载卫星通信终端，船载卫星通信终端将数据发送至通信卫星，通信卫星将数据转发至岸基监控系统的岸基卫星通信终端。

在一种优选方案中，所述的航行信息采集设备包括GPS电罗经、AIS船舶自动识别系统、超前探测仪、雷达与光电追踪系统，GPS电罗经、AIS船舶自动识别系统、超前探测仪、雷达与光电追踪系统依次与船载控制主机进行电连接。航行信息采集设备采集无人船的多种航行信息并传输到船端控制主机，船端控制主机将数据通过船载卫星通信终端进行发送，岸基卫星通信终端接收数据并在上位机上进行显示，工作人员对无人船的航行状态进行分析，通过控制动作执行结构调整无人船在编队中的位置。