[发明专利]一种水中表演景观系统及其集群离线、在线实时控制表演方法

权利要求书

1.一种水中表演景观系统，包括壳体，设置于所述壳体内的智能控制主板、喷泉装置、供电装置，用于控制所述壳体浮沉的浮潜装置，用于控制所述壳体位置和姿态的方位控制装置，与所述壳体电连接的照明装置；

所述供电装置为所述智能控制主板、喷泉装置、方位控制装置、照明装置提供电源动力；

所述智能控制主板控制所述喷泉装置、方位控制装置、照明装置的工作状态；

所述壳体可浮于水面下，所述喷泉装置包括设置于所述壳体内部的抽水机构，与所述抽水机构相连的水阀、与所述水阀相连的喷头机构，所述抽水机构的进水口通过管道与水下连通，所述抽水机构的出水口通过管道与所述水阀相连；所述喷头机构包括露于水面上且可摆动的喷头、与所述喷头相连的喷头舵机，所述智能控制主板通过控制所述喷头舵机的摆动方向实现所述喷头的摆动的控制；

所述方位控制装置包括对称设置于所述壳体底部或四周的推进器、设置于所述壳体内部分别与所述推进器相连并控制所述推进器速度和垂直倾斜方向的电子调节器和舵机；

所述智能控制主板包括控制模块、姿势传感器、定位模块和无线通讯模块，所述控制模块控制所述喷泉装置、方位控制装置、照明装置的工作状态，所述姿势传感器和所述定位模块分别感应所述壳体的姿态信息和位置信息并发送至所述控制模块；所述无线通讯模块将所述壳体的位置信息通过天线发送至岸边通讯基站；

所述水中表演景观系统壳体的位置和姿态调整过程包括以下步骤：

（1）信息获取：通过所述姿势传感器感知所述壳体的包括俯仰角、横滚角、偏航角的姿态信息，并发送至控制模块；通过所述定位模块获取所述水中表演景观系统的位置信息，并发送至控制模块；

（2）信息对比：所述控制模块将所接收的姿态信息及位置信息与预期的姿态信息和位置信息对比，并根据偏差情况换算到所述舵机和电子调节器的调整信号；

（3）壳体姿态和位置调整：所述控制模块根据所述调整信号，通过控制所述舵机调整所述推进器方向，通过控制所述电子调节器调整所述推进器速度，上述过程采用串级PID算法，其流程如下：

（3.1）输入期望姿态信息，包括俯仰角、横滚角、偏航角的角度信息；

（3.2）进行角度PID计算，并输入角度PID结果；

（3.3）根据角度PID结果输入计算角速度PID；

（3.4）根据所计算的角速度PID计算各推进器的推力；

（3.5）控制各推进器按照步骤（3.4）所计算的推力运行；

（3.6）接收调整后的外环角度信息，循环进行步骤（3.2）-（3.6），直至所述推进器达到期望姿态；同时接收调整后的内环角速度信息，循环进行步骤（3.3）-（3.6），直至所述推进器达到期望姿态。

2.根据权利要求1所述的一种水中表演景观系统，其特征在于，所述定位模块为差分定位RTK模块或UWB定位模块一种；所述通讯基站包含数据收发基站和定位基站，所述数据收发基站包含WIFI路由器或运营商基站，所述定位基站为对应于所述定位模块的差分定位RTK基站或UWB定位基站。

3.根据权利要求1所述的一种水中表演景观系统，其特征在于，所述浮潜装置包括放置于所述壳体内部或外部的配重块及浮力块，所述壳体通过所述配重块和浮力块的配合实现对所述壳体在水中深度的调节。

4.根据权利要求1所述的一种水中表演景观系统，其特征在于，所述照明装置包括与所述壳体电连接的照明驱动器及与所述照明驱动器连接的景观灯，所述照明装置固定或可拆卸安装于所述壳体上。