[发明专利]基于差分双桨驱动的无人艇运动控制系统及其方法

权利要求书

1.基于差分双桨驱动的无人艇运动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、实时监测该无人艇左右螺旋桨的转速；

S200、获取该无人艇的期望偏航角度；

S300、将该期望偏航角度作为外环输入，通过双PID差分控制算法计算出该无人艇的期望角速度，其中所述双PID差分控制算法将所述无人艇的偏航角度作为外环控制，将所述无人艇的转向角速度作为内环控制；

S400、将该期望角速度作为内环输入，通过所述双PID差分控制算法计算出该无人艇左右螺旋桨的期望转速差速；

S500、依据该期望转速差速实时补偿所述无人艇左右螺旋桨的转速，形成闭环控制；

S600、循环S100-S500步骤直至所述无人艇达到期望角速度或行进至目标点。

2.根据权利要求1所述的基于差分双桨驱动的无人艇运动控制方法，其特征在于，步骤S200中，通过GPS获取当前定位数据并依据该当前定位数据获取该无人艇的期望偏航角度。

3.根据权利要求1所述的基于差分双桨驱动的无人艇运动控制方法，其特征在于，S410、判断所述无人艇是否需要避障，若需要避障则执行避障操作，若不需要避障则执行步骤S500。

4.根据权利要求1所述的基于差分双桨驱动的无人艇运动控制方法，其特征在于，S001、判断无人艇处于自动模式或手动模式；若所述无人艇处于自动模式，则执行步骤S100；若所述无人艇处于手动模式，则根据遥控数据生成控制信号，依据该控制信号调节所述无人艇左右螺旋桨的转速。

5.基于差分双桨驱动的无人艇运动控制系统，其特征在于，包括岸基控制中心以及与该岸基控制中心无线通信连接的艇载控制中心；所述艇载控制中心运行权利要求1-4任意一项所述的基于差分双桨驱动的无人艇运动控制方法；所述艇载控制中心包括底层驱动板、与该底层驱动板通信连接的中层决策板以及与该中层决策板通信连接的两个电机测速驱动板卡，所述底层驱动板上电连接有差分GPS、姿态传感器及超声波传感器。

6.根据权利要求5所述的基于差分双桨驱动的无人艇运动控制系统，其特征在于，所述底层驱动板通过所述差分GPS获取所述无人艇的定位数据，通过所述姿态传感器获取所述无人艇的运动状态数据，通过所述超声波传感器获取所述无人艇前方的障碍物数据，所述中层决策板通过所述底层驱动板获取所述定位数据、所述运动状态数据及所述障碍物数据。

7.根据权利要求6所述的基于差分双桨驱动的无人艇运动控制系统，其特征在于，两个所述电机测速驱动板卡分别通过霍尔传感器检测所述无人艇左右螺旋桨的电机的转速，且两个所述电机测速驱动板分别驱动控制所述无人艇左右螺旋桨的电机。

8.根据权利要求7所述的基于差分双桨驱动的无人艇运动控制系统，其特征在于，所述岸基控制中心包括服务器和客户端，该服务器通过4G/5G与所述中层决策板通信连接，且该客户端每隔多秒向所述服务器发送一次心跳信号，测试所述服务器与所述中层决策板之间的通信状态是否正常；若所述服务器的通信状态不正常，则重新登录服务器；若所述服务器的通信状态正常，则将所述客户端的指令通过所述服务器发送至所述中层决策板。

9.根据权利要求8所述的基于差分双桨驱动的无人艇运动控制系统，其特征在于，所述中层决策板将所述定位数据、所述运动状态数据及所述障碍物数据发送给所述服务器等待接收所述客户端的指令，若所述客户端发出遥控指令，则所述中层决策板根据所述遥控指令计算所述无人艇左右螺旋桨的转速，再根据所述电机测速驱动板分别驱动控制所述电机。

10.根据权利要求5-9任意一项所述的基于差分双桨驱动的无人艇运动控制系统，其特征在于，所述底层驱动板与所述差分GPS和所述姿态传感器以及所述超声波传感器之间通过RS485通信连接，所述中层决策板与所述两个所述电机测速驱动板卡之间通过串口通信连接，所述底层驱动板与所述中层决策板之间通过网口通信连接。