一种无人船控制方法技术

本发明专利技术公开了一种无人船控制方法，应用于无人船控制系统，所述系统包括：岸基监控子系统、下位机控制子系统、推进器控制子系统、舵机控制模块、螺旋桨控制模块、图像采集模块、激光测距模块、通信模块、温湿度模块，其中，无人船包括：船体，包括第一船体结构和第二船体结构；连接结构，连接结构连接第一船体结构和第二船体结构；密闭防水箱，对称设置于第一船体结构第二船体结构之间；推进器组，包括第一组推进器和第二组推进器，第一组推进器位于船体一端的连接结构上，第二组推进器位于船体另一端的连接结构上，且推进器组沿着中线对称分布，中线为第一船体结构和第二船体结构所对应的中线。应用本发明专利技术，适应大型无人船的控制和结构改进。

A control method of unmanned ship

【技术实现步骤摘要】
一种无人船控制方法
本专利技术涉及无人船
，尤其涉及一种无人船控制方法。
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平台，其体量小、吃水浅，无人船是因水面反恐、探测等需求而发展起来的新型智能水面机器人。目前，国内外的无人船种类繁多，小型无人船如：无人测绘船、无人探测船、水质采样检测无人船等，小型无人船多为一体结构；而大型无人货船目前只是停留在概念阶段，并没有实际应用的无人货船，更缺乏无人船的自动运行控制方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无人船控制方法，旨在提供一种适应大型无人船的自动控制运行方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种无人船控制方法，应用于无人船控制系统，所述系统包括：岸基监控子系统、下位机控制子系统、推进器控制子系统、舵机控制模块、螺旋桨控制模块、图像采集模块、激光测距模块、通信模块、温湿度模块；所述无人船控制方法包括离岸控制方法，所述离岸控制方法包括步骤：岸基监控子系统发送离岸指令；下位机控制子系统将GPS或北斗接收机的无人船的位置与岸基监控子系统下发的目的地进行比较，从而规划出最佳路径；所述下位机控制子系统发出控制指令给舵机控制模块，以控制舵机旋转至垂直船体的位置；图像采集模块采集船舶周围环境，包括水岸、船舶正前方和正后方的物体；位于船舶一侧的4个激光测距模块实时测量船舶离岸的距离，任意两个激光测距模块所测距离之差不大于±10cm；以及，利用船艏、艉4个激光测距模块实时测量船舶离前后障碍物的距离，在每个激光测距模块所测距离均大于100cm，通过舵机控制模块调整舵机旋转至平行于船体的位置，螺旋桨加速运行，驶离泊位；通信模块向所述岸基监控子系统发送完成离岸的信号。一种实现方式中，所述无人船控制方法包括靠岸控制方法，所述靠岸控制方法包括步骤：所述通信模块接收所述岸基监控子系统发送的靠岸指令；所述下位机控制子系统将GPS或北斗接收机的无人船的位置与所述岸基监控子系统下发的目的地进行比较，从而规划出最佳路径；所述舵机控制模块调整船舶姿态，直到船舶一侧4激光测距模块都能测到离岸距离，并且任意两个激光测距模块所测距离之差不大于±10cm；所述下位机控制子系统发送指令至所述舵机控制模块，使舵机旋转至垂直船体的位置，控制螺旋桨运行，使无人船进行泊位；所述图像采集模块采集船舶周围环境，并利用船艏、艉前后4个激光测距模块实时测量船舶离前后物体的距离，并且每个激光测距模块所测距离都大于50cm，并在船舶一侧4个激光测距模块实时测量船舶离岸的距离小于10cm，停止螺旋桨运行；所述通信模块向所述岸基监控子系统发送完成靠岸的信号。一种实现方式中，所述无人船控制方法包括避障控制方法，所述避障控制方法包括步骤：所述岸基监控子系统发送自主航行指令；所述下位机控制子系统将GPS或北斗接收机的无人船的位置与岸基监控子系统下发的目的地进行比较，规划出最佳路径；所述图像采集模块，获得障碍物的轮廓信息；所述下位机控制子系统发送指令给推进器控制子系统，使得螺旋桨减速，将遇到障碍物的信息通过所述通信模块发送给所述岸基监控子系统；所述激光测距模块实时监测与障碍物的距离，在船艏任意一个激光测距模块距离小于100cm，螺旋桨停止运行；所述下位机控制子系统发送指令至所述舵机控制模块，使舵机旋转至垂直船体的位置，螺旋桨运行，使船舶平移，直到船艏两个激光测距模块距离均超过100cm，以及，所述下位机控制子系统发送指令至所述舵机控制模块，使舵机旋转至平行船体的位置，螺旋桨运行，直至完全绕开障碍物，并通过所述通信模块发送新的位置信号给岸基监控子系统，所述下位机控制子系统将GPS或北斗接收机获得无人船的位置重新与岸基监控子系统下发的目的地进行比较，再次规划出最佳路径，继续航行。一种实现方式中，所述无人船控制方法包括故障控制方法，所述故障控制方法包括步骤：温湿度模块发送温湿度报警信号至所述下位机控制子系统；所述下位机控制子系统发送指令至推进器控制子系统，以使得螺旋桨控制模块减速或停车；所述通信模块发送温湿度报警信号至所述岸基监控子系统。一种实现方式中，所述无人船还包括：船体，包括第一船体结构和第二船体结构，所述第一船体结构和所述第二船体结构为对称结构；连接结构，所述连接结构连接所述第一船体结构和所述第二船体结构；密闭防水箱，对称设置于所述第一船体结构所述第二船体结构之间；以及，推进器为推进器组，包括第一组推进器和第二组推进器，所述第一组推进器位于所述船体一端的所述连接结构上，所述第二组推进器位于所述船体另一端的所述连接结构上，且所述推进器组沿着中线对称分布，所述中线为所述第一船体结构和所述第二船体结构所对应的中线；所述图像采集模块设置于所述连接结构的上方，且位于所述第一组推进器的中心线上；多个激光测距模块对称设置于所述第一船体结构、所述第二船体结构上和所述连接结构上；舵机控制模块，通过下位机与所述图像采集模块和所述多个激光测距模块相连。一种实现方式中，所述密闭防水箱包括：第一电池密闭防水箱、第二电池密闭防水箱和其他设备密闭防水箱，所述他设备密闭防水箱设置于所述第一电池密闭防水箱和所述第二电池密闭之间，且所述第一电池密闭防水箱、所述第二电池密闭防水箱、述其他设备密闭防水箱、所述第一船体结构和所述第二船体结构为对称设置。一种实现方式中，所述第一推进器组与所述第二推进器组呈对称设置，均包括两个推进器。一种实现方式中，所述多个激光测距模块包括四组激光测距模块；第一组激光测距模块设置于所述第一船体结构上方，且位于第一边长的两端；第二组激光测距模块设置于所述第二船体结构上方，且位于第二边长的两端；第三组激光测距模块设置于所述连接结构的所述第一边长上方；第四组激光测距模块设置于所述连接结构的所述第二边长上方；所述第一边长为所述连接结构位于所述第一船体结构上方的部分；所述第二边长为所述连接结构位于所述第二船体结构上方的部分。一种实现方式中，每一个推进器通过推进器连接部件连接至所述连接结构，所述推进器连接部件包括：安装座、卡槽、推进器连杆、固定件；所述安装座的底部固定设置于所述连接结构，所述卡槽设置于所述安装座的一侧，所述推进器连杆的一端通过所述固定件固定于所述卡槽，所述推进器连杆的一端连接有推进器。一种实现方式中，第一电池密闭防水箱、第二电池密闭防水箱；所述第一推进器组、所述第二推进器组、所述下位机和所述舵机控制模块分别与所述第一电池密闭防水箱和所述第二电池密闭防水箱内的电源模块相连本专利技术提供的无人船，具有有益效果：(1)自动实现无人船的离岸控制、靠岸控制、避障控制和故障控制。(2)双体船，包括对称设置的第一船体结构和第二船体结构，无人船的材质为聚氯乙烯(PVC)，船体由可充气式的聚氯乙烯(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人船控制方法，其特征在于，应用于无人船控制系统，所述系统包括：岸基监控子系统、下位机控制子系统、推进器控制子系统、舵机控制模块、螺旋桨控制模块、图像采集模块、激光测距模块、通信模块、温湿度模块；/n所述无人船控制方法包括离岸控制方法，所述离岸控制方法包括步骤：/n岸基监控子系统发送离岸指令；/n下位机控制子系统将GPS或北斗接收机的无人船的位置与岸基监控子系统下发的目的地进行比较，从而规划出最佳路径；所述下位机控制子系统发出控制指令给舵机控制模块，以控制舵机旋转至垂直船体的位置；/n图像采集模块采集船舶周围环境，包括水岸、船舶正前方和正后方的物体；/n位于船舶一侧的4个激光测距模块测量船舶离岸的距离，任意两个激光测距模块所测距离之差不大于±10cm；以及，利用船艏、艉4个激光测距模块实时测量船舶离前后障碍物的距离，在每个激光测距模块所测距离均大于100cm，通过舵机控制模块调整舵机旋转至平行于船体的位置，螺旋桨加速运行，驶离泊位；/n通信模块向所述岸基监控子系统发送完成离岸的信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人船控制方法，其特征在于，应用于无人船控制系统，所述系统包括：岸基监控子系统、下位机控制子系统、推进器控制子系统、舵机控制模块、螺旋桨控制模块、图像采集模块、激光测距模块、通信模块、温湿度模块；
所述无人船控制方法包括离岸控制方法，所述离岸控制方法包括步骤：
岸基监控子系统发送离岸指令；
下位机控制子系统将GPS或北斗接收机的无人船的位置与岸基监控子系统下发的目的地进行比较，从而规划出最佳路径；所述下位机控制子系统发出控制指令给舵机控制模块，以控制舵机旋转至垂直船体的位置；
图像采集模块采集船舶周围环境，包括水岸、船舶正前方和正后方的物体；
位于船舶一侧的4个激光测距模块测量船舶离岸的距离，任意两个激光测距模块所测距离之差不大于±10cm；以及，利用船艏、艉4个激光测距模块实时测量船舶离前后障碍物的距离，在每个激光测距模块所测距离均大于100cm，通过舵机控制模块调整舵机旋转至平行于船体的位置，螺旋桨加速运行，驶离泊位；
通信模块向所述岸基监控子系统发送完成离岸的信号。


2.根据权利要求1所述的无人船控制方法，其特征在于，所述无人船控制方法包括靠岸控制方法，所述靠岸控制方法包括步骤：
所述通信模块接收所述岸基监控子系统发送的靠岸指令；
所述下位机控制子系统将GPS或北斗接收机的无人船的位置与所述岸基监控子系统下发的目的地进行比较，从而规划出最佳路径；
所述舵机控制模块调整船舶姿态，直到船舶一侧4激光测距模块都能测到离岸距离，并且任意两个激光测距模块所测距离之差不大于±10cm；
所述下位机控制子系统发送指令至所所述舵机控制模块，使舵机旋转至垂直船体的位置，控制螺旋桨运行，使无人船进行泊位；
所述图像采集模块采集船舶环境，并利用船艏、艉前后4个激光测距模块实时测量船舶离前后物体的距离，并且每个激光测距模块所测距离都大于50cm，并在船舶一侧4个激光测距模块实时测量船舶离岸的距离小于10cm，停止螺旋桨运行；
所述通信模块向所述岸基监控子系统发送完成靠岸的信号。


3.根据权利要求1或2所述的无人船控制方法，其特征在于，所述无人船控制方法包括避障控制方法，所述避障控制方法包括步骤：
所述岸基监控子系统发送自主航行指令；
所述下位机控制子系统将GPS或北斗接收机的无人船的位置与岸基监控子系统下发的目的地进行比较，规划出最佳路径；
所述图像采集模块，获得障碍物的轮廓信息；
所述下位机控制子系统发送指令给推进器控制子系统，使得螺旋桨减速，将遇到障碍物的信息通过所述通信模块发送给所述岸基监控子系统；
所述激光测距模块实时监测与障碍物的距离，在船艏任意一个激光测距模块距离小于100cm，螺旋桨停止运行；
所述下位机控制子系统发送指令至所述舵机控制模块，使舵机旋转至垂直船体的位置，螺旋桨运行，使船舶平移，直到船艏两个激光测距模块距离均超过100cm，以及，所述下位机控制子系统发送指令至所述舵机控制模块，使舵机旋转至平行船体的位置，螺旋桨运行，直至完全绕开障碍物，并通过所述通信模块发送新的位置信号给岸基监控子系统，所述下位机控制子系统将GPS或北斗接收机获得无人船的位置重新与岸基监控子系统下发的目的地进行比较，再次规划出最佳路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：高迪驹，陈志超，王天真，徐晓滨，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31