【技术实现步骤摘要】
一种水下船体清洁的群体机器人系统
本专利技术涉及一种水下船体清洁的群体机器人系统。
技术介绍
船体在海上长期航行或者进行作业时,吃水线以下的船体外壳部分含有大量需要清理的由污渍、贝壳、藻类等附着物构成的垢层,大大增加了船舶阻力,不利于航行,意味着保持一定航速必然导致油耗的增加,为合理利用和节省燃油,保证船舶的正常航行和延长其使用寿命需要定期的对船舶水下船体附着物进行清洗。目前,船体的清洗主要通过人工潜水或船坞清洗来实现,因垢层致密且面积大,船体的水下清洗工作往往较为复杂,手工操作不能满足高效率和质量上的要求,同时由于潜水员水下作业时,能见度低,作业强度和难度较大,潜水员易疲劳,作业质量和效率难以保证。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服以上的不足,本专利技术的目的是提供一种通用性强、可扩展性强、具有图形化的用户界面、对动态过程进行模拟并提供记录和回放的多水下机器人集群控制系统。一种水下船体清洗的群体机器人,能够完成船体的水下清洗工作,减轻人员的工作量,降低成本,提高工作效率,并且可进行实时操控、克服盲区作业。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种水下船体清洁的群体机器人系统,包括侦察型机器人、清除型机器人、破坚型机器人、切割型机器人、清理型机器人、无人船工作站;所述水下船体清洁的群体机器人系统以无人船为载体,集成北斗导航系统、陀螺仪、ADCP、声纳系统等多种高精度传感设备,利用导航、通讯和自动控制等软件和设备,在母船上实时接收、处理和分析无人船系统所采集的数据并以自控和遥控方式对无人船和其他机器人进行操作和控制,同时具有为群体机器人无线充电和巡检功能; ...
【技术保护点】
一种水下船体清洁的群体机器人系统,该运行时包括如下流程:通过母船上控制台操控无人船到达预清理位置的附近位置;释放侦察型机器人进行水下船体全方位立体侦察,侦察型机器人通过双目立体摄像头所获得水下船体表面的深度立体图像、被清除物面积大小和详细位置数据传给无人船工作站;无人船工作站通过对侦察机器人传回的数据进行初步分析判断出水下清理分类,以及所需何种机器人进行清理,然后将立体图像、被清除物面积大小和详细位置数据传到母船控制台上显示器复现以及给出的判断信息;母船操作人员可以通过数据回放功能,观察水下画面信息进一步确认由哪种机器人出动清理,若操作人员确认无人船给出的判断信息,则无人船会对相应的机器人规划到达清理区域的最佳路径并发出控制指令;否则操作人员给出所选择的出动清理机器人类型,才能进行下一步的清理工作;对于需要整体清洗类型采用并联的连接方式进行清理;对于局部清洗可以采用串联连接方式或者单独方式进行清理;而对于面积较大复杂的杂质污垢区域,先由破坚机器人或者切割机器人进行清理工作,然后清除机器人通过队友模式获取其他机器人的状态及位置信息,采取跟随策略完成剩下的局部的难以清除区域,最后由清理机器 ...
【技术特征摘要】
1.一种水下船体清洁的群体机器人系统,该运行时包括如下流程:通过母船上控制台操控无人船到达预清理位置的附近位置;释放侦察型机器人进行水下船体全方位立体侦察,侦察型机器人通过双目立体摄像头所获得水下船体表面的深度立体图像、被清除物面积大小和详细位置数据传给无人船工作站;无人船工作站通过对侦察机器人传回的数据进行初步分析判断出水下清理分类,以及所需何种机器人进行清理,然后将立体图像、被清除物面积大小和详细位置数据传到母船控制台上显示器复现以及给出的判断信息;母船操作人员可以通过数据回放功能,观察水下画面信息进一步确认由哪种机器人出动清理,若操作人员确认无人船给出的判断信息,则无人船会对相应的机器人规划到达清理区域的最佳路径并发出控制指令;否则操作人员给出所选择的出动清理机器人类型,才能进行下一步的清理工作;对于需要整体清洗类型采用并联的连接方式进行清理;对于局部清洗可以采用串联连接方式或者单独方式进行清理;而对于面积较大复杂的杂质污垢区域,先由破坚机器人或者切割机器人进行清理工作,然后清除机器人通过队友模式获取其他机器人的状态及位置信息,采取跟随策略完成剩下的局部的难以清除区域,最后由清理机器人通过队友模式获取其他机器人运动停止状态后进行最后的抛光处理工作。2.一种水下船体清洁的群体机器人系统,由无人船系统和母船控制系统两部分组成混合控制系统,无人船系统包括侦察型机器人、清除型机器人、破坚型机器人、切割型机器人、清理型机器人、无人船工作站;所述水下船体清洁的群体机器人系统以无人船为载体,集成北斗导航系统、陀螺仪、ADCP、声纳系统,利用导航、通讯和母船控制系统,在母船上实时接收、处理和分析无人船系统所采集的数据并以自控和遥控方式对无人船和其他机器人进行操作和控制,无人船工作站具有为群体机器人无线充电和巡检功能;母船上的控制台装有图像显示器、全方位操纵杆、控制按钮,数据接收器,具有显示采集的实时图像和数据存储功能,从而实现精准控制群体机器人。3.根据权利要求2所述水下船体清洁的群体机器人系统,其特征在于:所述无人船上还设有全方位避障设备,包括数字雷达、激光雷达和前视声纳。4.根据权利要求2所述水下船体清洁的群体机器人系统,其特征在于:所述的混合控制系统包括无人船控制模块,无人船控制模块采用分层分布协作控制结构,包括作为主线程的全场信息处理智能体,在所述主线程下设置有协作层、规划层、动作层和执行层。5.根据权利要求1或2所述水下船体清洁的群体机器人系统,其特征在于:无人...
【专利技术属性】
技术研发人员:王皓,林海燕,宋梦华,
申请(专利权)人:天津海运职业学院,
类型:发明
国别省市:天津,12
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