【技术实现步骤摘要】
一种充电船、无人船协同充电系统及协同充电方法
本专利技术涉及智能体集群协同作业
，尤其涉及一种充电船、无人船协同充电系统及协同充电方法。
技术介绍
无人船是一种依靠自身携带的能源进行自主航行的水面船舶，其体积小、吃水浅、机动灵活，能替代工作人员从事各种水上作业，目前在水环境检测、水文测量、安防、核安全、抗洪抢险等方面得到了越来越广泛的应用。无人船通常由船载电池供电。当电力快要耗尽时，需要控制无人船返航或对无人船进行打捞回收，由工作人员将其电池卸下，更换电池后才能继续投入使用。该方法需要人为干预，不利于远程操作，无法适用于广阔海域或无人值守的岛屿作业；另一方面，更换电池或回收时，无人船必须停止工作，其任务进度和效率会受到严重影响。因此，急需提供一种自动化的无人船充电方案。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅指在增加对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
针对上述传统无人船充电过程中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种充电船、无人船协同充电系统及协同充电方法。本专利技术的目的...
【技术保护点】
1.一种充电船，包括电性连接的控制系统、推力系统、环境感知系统、定位导航系统、通讯系统和协同航行控制器，其特征在于：所述环境感知系统包括风速计、激光雷达和双目摄像头，所述环境感知系统用来收集外界环境中的风速、风向和航行区域内的障碍物信息；所述定位导航系统包括全球定位系统、多普勒测速仪和惯性导航设备，所述定位导航系统用于实时收集充电船的位置、航速和航向等运动状态信息；所述通讯系统包括信号收发通信设备，通过所述信号收发通信设备来进行充电船与待充电船的双向数据通信；所述协同航行控制器依据无人船的目标轨迹和实际轨迹计算出充电船的目标轨迹，并将所述目标轨迹传递给控制系统；所述推力系统...
【技术特征摘要】
1.一种充电船，包括电性连接的控制系统、推力系统、环境感知系统、定位导航系统、通讯系统和协同航行控制器，其特征在于：所述环境感知系统包括风速计、激光雷达和双目摄像头，所述环境感知系统用来收集外界环境中的风速、风向和航行区域内的障碍物信息；所述定位导航系统包括全球定位系统、多普勒测速仪和惯性导航设备，所述定位导航系统用于实时收集充电船的位置、航速和航向等运动状态信息；所述通讯系统包括信号收发通信设备，通过所述信号收发通信设备来进行充电船与待充电船的双向数据通信；所述协同航行控制器依据无人船的目标轨迹和实际轨迹计算出充电船的目标轨迹，并将所述目标轨迹传递给控制系统；所述推力系统包括动力机、传动组件和推进器，所述控制系统依据该目标轨迹计算出推进器所需推力，并将执行指令输送给推力系统执行。2.根据权利要求1所述的充电船，其特征在于：所述全球定位系统为差分全球定位系统或北斗定位系统中的一种。3.根据权利要求1所述的充电船，其特征在于：所述动力机为发动机或电动机。4.根据权利要求1所述的充电船，其特征在于：所述信号收发通信设备为无线电台。5.一种无人船协同充电系统，包括充电船、机械臂系统、视觉定位系统和多个无人船，其特征在于：所述充电船采用如权利要求1-4任一项所述的充电船；所述机械臂系统采用多关节式机械臂，所述多关节式机械臂与机械臂主控器电性连接，在所述机械臂的自由端头夹持充电插头，所述充电插头与多个无人船上设置的充电插槽匹配；所述视觉定位系统包括高清摄像头和定位控制器，定位控制器与所述高清摄像头和充电船的控制系统电性连接；多个所述无人船包括信号收发通信设备、动力系统、电池和充电插槽。6.一种无人船协同充电方法，其特征在于，方法包括以下步骤：步骤1：充电船接收给目标无人船充电的指令后，即驶向目标无人船区域，直至进入安全充电距离d，此时充电船向待充电无人船发送协同航行指令，请求获取无人船的目标运动轨迹和实际运动信息；步骤2：计算充电船的目标轨迹，充电船上的协同航行控制器根据待充电无人船发送的运动信息，按照一致性理论，计算出充电船的目标运动轨迹；步骤3：协同航行控制器输出的目标运动轨迹，作为新的输入，导入充电船的控制系统，控制系统随后将目标推力分配到...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博，王磊，贺华成，徐胜文，汪学锋，张铎，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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