本实用新型专利技术公开了一种无人艇避障性能测试装置，该测试装置包括遥控器、水面移动平台和障碍物模型组成，其中遥控器包括液晶显示屏、第一控制器、按键和第一2.4G无线模块，水面移动平台包括差分全球定位系统、航姿参考系统、第二控制器、第二2.4G无线模块和动力系统，障碍物模型是根据避障场景而设置的水面漂浮物，通过遥控器的按键控制水面移动平台前进、后退、左转弯、右转弯、加减速、停止等动作，从而拖动障碍物模型运动，并根据不同的避障场景，改变障碍物的位置及运动状况，测试无人艇是否安全避开。本实用新型专利技术可以快速建立无人艇避障场景，为无人艇避障性能提供验证条件，可大大缩短无人艇避障性能的研发周期。
A test device for obstacle avoidance performance of unmanned boat
【技术实现步骤摘要】
一种无人艇避障性能测试装置
本技术涉及避障性能测试领域，特别涉及一种无人艇避障性能测试装置。
技术介绍
随着全球形势的变化，各国越来越重视海洋领域的发展，各国都希望加快发展海洋建设，我国在无人艇发展中作为起步较晚的国家，更是亟待解决无人艇的发展，以维护国家安全和促进经济增长。无人驾驶水面舰艇，也被简称为无人艇，是一种基于船舶，同时搭载各种设备，在复杂的海域执行特殊任务的工具。智能船舶技术研究经历了第一代仅限于船用设备智能监控分析的智能船舶，第二代的包括人为监控系统，给出决策支持建议的半自动化航行的智能船舶逐渐向情景感知、数据分析、实时操作优化的第三代智能船舶和全自主化的无人驾驶第四代智能船舶迈进。避障技术作为各国在无人艇研究中的关键问题，已在目前取得了很大的成就，其需要无人艇在复杂的海域环境中安全，快速地避开各种障碍物，体现出安全高效的任务执行力。针对无人艇避障性能的测试，本技术提出了一种具有高效、便捷、可靠等特点的无人艇避障性能测试装置。
技术实现思路
针对无人艇避障性能的测试问题，本技术提供一种无人艇避障性能测试装置，该技术操作方便，可根据不同的需求改变障碍物的位置及运动状态，从而快速建立不同的避障场景。本技术至少通过如下技术方案之一实现。一种无人艇避障性能测试装置，包括遥控器、水面移动平台和障碍物模型。所述遥控器用于远程控制水面移动平台的运动；所述水面移动平台与障碍物模型连接，用于拖动障碍物模型的运动，从而改变其位置及运动状态；所述障碍物模型是根据避障场景而设置的水面漂浮物，符合无人艇识别条件。进一步的，所述遥控器包括液晶显示屏、第一控制器、按键和第一2.4G无线模块；其中液晶显示屏的串行口即数据线及时钟线均与第一控制器的输入/输出即I/O接口相连；按键一端接地，另外一端接到第一控制器的输入/输出接口；第一2.4G无线模块通过串行外设接口(SerialPeripheralInterface,SPI)与第一控制器连接。通过按下按键来输入控制指令，第一控制器获取到控制指令再通过第一2.4G无线模块发送至水面移动平台，同时遥控器接受水面移动平台发出的状态信息，将其经纬度、航速、航向和艏向等信息显示在液晶显示屏上。进一步的，所述按键包括前进键、左转键、右转键、停止键、后退键、加速键和减速键；按键通过第一2.4G模块发送相应的控制指令至水面移动平台，控制水面移动平台的运动方向。进一步的，所述水面移动平台包括差分全球定位系统(DGPS)、航姿参考系统(AHRS)、第二控制器、第二2.4G无线模块和动力系统；差分全球定位系统(DGPS)通过RS232通讯协议与第二控制器连接；航姿参考系统(AHRS)通过RS485通讯协议与第二控制器连接；第二2.4G无线模块通过串行外设接口(SerialPeripheralInterface,SPI)与第二遥控器连接；第二控制器通过两路脉冲宽度调制(Pulsewidthmodulation，PWM)接口与动力系统连接。第二控制器通过第二2.4G无线模块接收遥控器发送过来的指令，并根据指令调整动力系统的参数，从而改变水面移动平台的运动状态，同时通过DPGS和AHRS测量水面移动平台的经纬度、航速、航向和艏向等信息，并通过第二2.4G无线模块发送至第二控制器。进一步的，所述第一2.4G无线模块和第二2.4G无线模块均通过2.4GHz天线完成数据的发送与接收。进一步的，所述动力系统主要由两个550直流电机和L298N电机驱动模块组成；两个550直流电机均与L298N电机驱动模块，第二控制器通过脉冲宽度调制(PWM)与L298N电机驱动模块连接，控制L298N电机驱动模块来改变电机的转速。进一步的，所述第一控制器采用STM32F103ZET6微控制器，所述第一控制器和第二控制器均采用STM32F103ZET6微控制器，第一控制器用于检测按键是否被按下。进一步的，所述第二控制器均与第一同步/异步串行收发器(USART1)、第二通用同步/异步串行收发器(USART2)连接，通过第一同步/异步串行收发器(USART1)和第二通用同步/异步串行收发器(USART2)接收DGPS和AHRS的数据。进一步的，所述第二控制器还通过串行外设接口(SPI)与第二2.4G无线模块连接，获取第二2.4G无线模块接收到的数据进一步的。进一步的所述障碍物模型，是根据避障场景而设置的水面漂浮物，其形状和大小符合无人艇的识别条件。本技术的工作原理是：无人艇在航行过程中，通过遥控器的按键控制水面移动平台前进、后退、左转弯、右转弯、加减速、停止等动作，从而拖动障碍物模型运动，并根据不同的避障场景，改变障碍物的位置及运动状况，测试无人艇是否安全避开。本技术的有益效果：(1)本无人艇避障性能测试装置综合地应用计算机技术、自动控制技术、传感器技术和无线通信技术等多学科知识，可提高无人艇避障性能测试的灵活性和便利性；(2)本无人艇避障性能测试装置可以根据不同的要求改变障碍物模型的位置和运动状态，适用于多个场景的避障测试；(3)本无人艇避障性能测试装置可以快速建立无人艇避障场景，为无人艇避障性能提供验证条件，可大大缩短无人艇避障性能的研发周期。附图说明图1是本实施例一种无人艇避障性能测试装置的组成框图；图2是本实施例一种无人艇避障性能测试装置的遥控器面板示意图；图3是本实施例一种无人艇避障性能测试装置的水面移动平台原理图；其中，1-遥控器，2-水面移动平台，3-障碍物模型，11-液晶显示屏，12-第一控制器，13-按键，14-第一2.4G无线模块，131-前进键，132-左转键，133-右转键，134-停止键，135-后退键，136-加速键，137-减速键，21-差分全球定位系统，22-航姿参考系统，23-第二控制器，24-第二2.4G无线模块，25-动力系统，211-BD970定位接收机，221-HEC295航姿参考系统，231-STM32F103ZET6微控制器，241-nRF24L01模块，251-直流电机，252-L298N电机，141-2.4GHz天线。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。如图1所示的一种无人艇避障性能测试装置，包括遥控器1、水面移动平台2和障碍物模型3。遥控器1包括液晶显示屏11、第一控制器12、按键13和第一2.4G无线模块14，其遥控器1的控制面板如图2所示，液晶显示屏11的串行口与第一控制器12的输入/输出(I/O)接口相连，按键13一端接地，另外一端接到第一控制器12的输入/输出(I/O)接口，第一2.4G无线模块14通过串行外设接口(SPI)与第一控制器12连接。液晶显示屏11采用12864液晶模块，用于显示水面移动平台2的运动状态、经纬度和姿态等信息；第一控制器12采用STM32F103ZET6本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人艇避障性能测试装置，其特征在于，包括遥控器、水面移动平台和障碍物模型，所述遥控器用于控制水面移动平台的运动；所述水面移动平台与障碍物模型连接，用于拖动障碍物模型的运动；所述障碍物模型是根据避障场景而设置的水面漂浮物。/n
【技术特征摘要】
1.一种无人艇避障性能测试装置，其特征在于，包括遥控器、水面移动平台和障碍物模型，所述遥控器用于控制水面移动平台的运动；所述水面移动平台与障碍物模型连接，用于拖动障碍物模型的运动；所述障碍物模型是根据避障场景而设置的水面漂浮物。
2.根据权利要求1所述的一种无人艇避障性能测试装置，其特征在于，所述遥控器包括液晶显示屏、第一控制器、按键和第一2.4G无线模块，其中液晶显示屏的串行口即数据线及时钟线均与第一控制器的输入/输出即I/O接口相连；按键一端接地，另外一端接到第一控制器的输入/输出接口；第一2.4G无线模块通过串行外设接口与第一控制器连接。
3.根据权利要求2所述的一种无人艇避障性能测试装置，其特征在于，所述按键包括前进键、左转键、右转键、停止键、后退键、加速键和减速键；按键通过第一2.4G模块发送相应的控制指令至水面移动平台，控制水面移动平台的运动方向。
4.根据权利要求1所述的一种无人艇避障性能测试装置，其特征在于，所述水面移动平台包括差分全球定位系统、航姿参考系统、第二控制器、第二2.4G无线模块和动力系统；差分全球定位系统通过RS232通讯协议与第二控制器连接；航姿...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪晓斌，黄烨笙，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44
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