AUV多功能综合服务平台及编队运行控制方法技术

本发明专利技术涉及一种AUV多功能综合服务平台及编队运行控制方法，综合服务平台包括双体船，所述双体船内部设置波浪能发电装置，双体船上部设置有服务平台；所述服务平台上部设置有信号基站与惯性定位系统，所述信号基站左右两侧设置有太阳能板，信号基站上下两侧设置有机械手，所述平台板的边角处设置有风力发电装置，所述平台板边缘设置有定位雷达和无限充电线圈。本发明专利技术通过服务平台可以自动实现多个AUV的自动充电、数据交换、指令下达以及回收等服务，通过不同波段的声纳解决了AUV与平台的对接问题。

AUV multifunctional integrated service platform and formation operation control method

The invention relates to a method for controlling a AUV multifunctional integrated service platform and run-time, integrated service platform, including the catamaran catamaran, set the internal wave power generation device is arranged at the upper part of the catamaran service platform; the upper part of the service platform is provided with signal base station and inertial positioning system, the signal about base station are arranged at both sides of the solar panel the base station, signal on both sides is provided with a mechanical hand, the platform board edge is arranged at the wind power generation device, the platform edge is provided with a positioning radar and wireless charging coil. The invention can automatically realize the automatic charging, data exchange, instruction delivery and recovery of a plurality of AUV through the service platform, and solves the docking problem of the AUV and the platform through the sonar of different bands.

【技术实现步骤摘要】
AUV多功能综合服务平台及编队运行控制方法
本专利技术涉及AUV多功能综合服务平台，更具体地说，涉及一种AUV多功能综合服务平台及编队运行控制方法。
技术介绍
自主式水下机器人(AutonomousUnderwaterVehicle，简称AUV)已经广泛用于海洋环境监测，海洋资源勘探等众多领域。AUV对接技术可用于AUV的回收，定时定点布放，进而可以实现采样信息的回馈和分析，更新任务，能源补给等操作。AUV编队技术能够使多个AUV相互协调完成复杂、大范围的海洋任务。为了更好地发挥其自主灵活的优势，AUV执行探测、导航、攻击等特定任务时，对自身体积和续航力提出了更高的要求。然而AUV多用蓄电池类化学式动力源，或热能和核能类的物理式动力源。选择能源时，必须充分考虑机型的体积、任务使命、活动水域特点和其他方面的设计情况，受制于多种条件。AUV续航力、航速和负载能力均受制于电能，而电能受限于可用能源，而可用能源又取决于类型、容许的质量和空间等。目前，多数AUV采用电动力，电能来自所携带的电池组，考虑成本、寿命、安全性等因素，电池尤其是一次电池和可充电电池(如锂电池)在较长时期内仍将占据主导地位。以上种种原因制约了AUV的性能发挥，所以，为使得AUV的相关研究取得更大进展，研究可以海上对接与编队的多功能综合服务平台很有必要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种AUV多功能综合服务平台，包括双体船，所述双体船内部设置波浪能发电装置，双体船上部设置有服务平台；所述服务平台上部设置有信号基站与惯性定位系统，所述信号基站左右两侧设置有太阳能板，信号基站上下两侧设置有机械手，所述平台板的边角处设置有风力发电装置，所述平台板边缘设置有定位雷达和无限充电线圈。按上述方案，所述信号基站设置有局域网，所述定位雷达设置有红外线/超声波。按上述方案，所述双体船包括船体和连接装置，船体设置为两个，互相平行，两个船体通过连接装置相互连接，所述波浪发电装置设置在连接装置内部。按上述方案，所述船体的尾部设置有平台推动装置，所述平台推动装置包括螺旋桨。按上述方案，信号基站左右两侧设置的太阳能板的数量相同，分别为四个。按上述方案，所述平台板为正方形，所述风力发电装置设置有四个，分别设置在平台板的边角处。按上述方案，所述机械手通过机械臂与平台板连接，在信号基站的上下两侧分别设置一个机械手。一种所述的AUV多功能综合服务平台的编队运行控制方法，A、当AUV与服务平台之间的距离大于1千米的时候，应用惯性导航系统进行导航，确保AUV能够进入定位雷达的红外线/超声波定位区，进行下一阶段定位对接。B、当AUV与服务平台之间的距离在1千米-10米之间的时候，所述信号基站的局域网对AUV进行定位。C、当AUV与服务平台之间的距离小于10米的时候，应用定位雷达上的红外线/超声波定位，引导AUV精准对接。实施本专利技术的AUV多功能无人服务平台及编队运行控制方法，具有以下有益效果：通过该服务平台可以自动实现多个AUV的自动充电、数据交换、指令下达以及回收等服务。通过不同波段的声纳解决了了AUV与平台的对接问题。以此平台为基准，通过平台运动，结合AUV的运动性能以及领域性能，结合多物标协同运动的原理，解决了AUV服务平台中途断电的问题，减少成本，提高了使用寿命，安全性也得到了大大的提高，提高了海上对接与编队的多功能综合服务平台。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术AUV多功能无人服务平台的主视图；图2是本专利技术AUV多功能无人服务平台的立体结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1-2所示，本专利技术的AUV多功能无人服务平台3包括双体船1。双体船1内部设置有波浪能发电装置2，双体船1上部设置有服务平台3，服务台上部设置有信号基站5和惯性定位系统。信号基站5左右两侧设置有太阳能板7，信号基站5上下两侧设置有机械手8。服务平台3的端部设置有风力发电装置9，服务平台3的边缘设置有定位雷达10和无限充电线圈。信号基站5设置有局域网，定位雷达10设置有红外线/超声波发生装置。双体船1包括船体12和连接装置13，船体12设置为两个，互相平行，两个船体12通过连接装置13相互连接，所述波浪发电装置设置在连接装置13内部。船体12的尾部设置有平台推动装置，所述平台推动装置包括螺旋桨。信号基站5左右两侧设置的太阳能板7的数量相同，分别为四个。平台板为正方形，所述风力发电装置9设置有四个，分别设置在平台板的边角处。机械手8通过机械臂与平台板连接，在信号基站5的上下两侧分别设置一个机械手8。当AUV与服务平台3之间的距离大于1千米的时候，应用惯性导航系统进行导航，确保AUV能够进入定位雷达10的红外线/超声波定位区，进行下一阶段定位对接。B、当AUV与服务平台3之间的距离在1千米-10米之间的时候，所述信号基站5的局域网对AUV进行定位。C、当AUV与服务平台3之间的距离小于10米的时候，应用定位雷达10上的红外线/超声波定位，引导AUV精准对接。其工作过程如下：AUV多功能无人服务平台3在海上航行，航行时风力发电机利用风力带动风车叶片旋转，产生电能储存在平台内部；波浪能发电装置2将波浪能转换成电能储存在平台内部；太阳能板7吸收太阳能转化为电能储存在平台内部。AUV多功能无人服务平台3运行中始终与AUV保持一种领航-跟随的队形进行作业，同时利用信号基站5内局域网实时发射信号对自己覆盖范围的AUV进行扫描，发射不同射频信号，对进入局域网的AUV进行中距离定位以及数据传输与导航。AUV通过惯性导航进行定位，通过对电量信息以及距离平台位置的预算进行定期的上浮接受北斗卫星定位信号，以修正与平台的相对位置。比较准确的实现AUV的航路跟踪和队形保持，所以基本可以避免出现AUV远离平台，数据和设备丢失的情况。一段时间之后，AUV电能即将耗尽，AUV浮出水面接受卫星信号进行定位，修正自己惯性导航与服务平台3的相对位置信息。然后，通过远距离导航，AUV向服务平台3靠拢。当AUV进入服务平台3的局域网覆盖范围时，自动开启数据交换模式，把自己搜集到的信息传输给平台，然后通过平台上的大功率基站传到岸上的控制台。同时，通过中距离导航，AUV通过局域网进行定位导航不断向平台靠拢。当平台上的雷达定位装置检测到，AUV的进入与平台的距离在10米之内时，开启近距离导航的雷达精确定位模式，同时利用定位雷达104上的红外线/超声波定位装置让AUV继续靠近平台。当无线充电系统连接成功时，AUV利用无线充电磁圈通过平台上的无线充电系统进行充电，并且对AUV收集到的信息进行回收，同时清空AUV内存。当充电结束并且数据传输结束后。平台通过局域网给AUV下达下一步的行动指令，然后AUV继续出去执行任务。当所有的任务执行完毕后，AUV运动到机械手8可以抓取的位置，靠近后控制机械臂链接的机械手8对AUV实施抓取，将其放到平台上。通信功能采用Wifi通信，由ATKATK-ESP8266模块实现，其采用串口(LVTTL)与MCU通信，也可以采用其它的串口设备，内置或其他串口设备通信，内置TCP/IP协议栈，能够实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AUV多功能综合服务平台，其特征在于，包括双体船，所述双体船内部设置波浪能发电装置，双体船上部设置有服务平台；所述服务平台上部设置有信号基站与惯性定位系统，所述信号基站左右两侧设置有太阳能板，信号基站上下两侧设置有机械手，所述平台板的边角处设置有风力发电装置，所述平台板边缘设置有定位雷达和无限充电线圈。

【技术特征摘要】
1.一种AUV多功能综合服务平台，其特征在于，包括双体船，所述双体船内部设置波浪能发电装置，双体船上部设置有服务平台；所述服务平台上部设置有信号基站与惯性定位系统，所述信号基站左右两侧设置有太阳能板，信号基站上下两侧设置有机械手，所述平台板的边角处设置有风力发电装置，所述平台板边缘设置有定位雷达和无限充电线圈。2.根据权利要求1所述的AUV多功能综合服务平台，其特征在于，所述信号基站设置有局域网，所述定位雷达设置有红外线或超声波发生装置。3.根据权利要求1所述的AUV多功能综合服务平台，其特征在于，所述双体船包括船体和连接装置，船体设置为两个，互相平行，两个船体通过连接装置相互连接，所述波浪发电装置设置在连接装置内部。4.根据权利要求2所述的AUV多功能综合服务平台，其特征在于，所述船体的尾部设置有平台推动装置，所述平台推动装置包括螺旋桨。5.根据权利要求1所述的AUV多功能综...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐言民，贾文超，江丽君，樊思明，王瑞婷，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42