双功能无人潜航器模式切换方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双功能无人潜航器模式切换方法及装置，涉及无人潜航器技术领域，该方法包括：潜航器在滑翔航行模式中，打开MEMS传感器电源，选择MEMS传感器作为导航数据源；收到模式切换信号后，打开光纤惯导、DVL和GPS电源，光纤惯导自动进入对准状态，MEMS传感器保持打开且继续作为导航数据源，潜航器进入近水面定深直航状态；在光纤惯导完成对准后，关闭MEMS传感器和GPS电源，保持光纤惯导和DVL打开，将导航数据源从MEMS传感器切换为光纤惯导，潜航器进入水下定深直航模式。该方法通过增加近水面定深直航状态，使得潜航器处于动稳定状态，更加利于光纤惯导进行高精度的对准。更加利于光纤惯导进行高精度的对准。更加利于光纤惯导进行高精度的对准。

【技术实现步骤摘要】
双功能无人潜航器模式切换方法及装置


[0001]本专利技术涉及无人潜航器
，尤其是一种双功能无人潜航器模式切换方法及装置。

技术介绍

[0002]目前的无人潜航器技术中，水下滑翔器因其所特有的低速滑翔时的低功耗、长航程优势，适合执行长时间大范围海洋环境探测和监测作业，但是其特殊的驱动方式导致了其只能在水体进行低航速的“之”字形的滑翔运动，而不能像AUV一样进行高航速的直线运动。在水下滑翔器的尾部增加推进器的方式来使得水下滑翔器即能够进行“之”字形的滑翔运动又能够进行直线运动，这样诞生出一种新的双功能潜航器，这种潜航器具备两种作业模式，一种是滑翔运动模式，另一种是水下定深直航运动模式。现有的双功能无人潜航器在进行滑翔模式向定深直航模式切换时会存在光纤设备启动精度不够的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种双功能无人潜航器模式切换方法及装置，本专利技术的技术方案如下：
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种双功能无人潜航器模式切换方法。该方法包括：
[0005]潜航器在滑翔航行模式中，利用电源切换单元打开MEMS传感器电源，利用数据切换单元选择MEMS传感器作为导航数据源；
[0006]在收到模式切换信号后，利用电源切换单元打开光纤惯导、DVL和GPS电源，光纤惯导自动进入对准状态，MEMS传感器电源保持打开且继续作为导航数据源，潜航器进入近水面定深直航状态；
[0007]在光纤惯导完成对准后，利用电源切换单元关闭MEMS传感器和GPS电源，保持光纤惯导和DVL电源打开；利用数据切换单元将导航数据源从MEMS传感器切换为光纤惯导，潜航器进入水下定深直航模式。
[0008]其进一步的技术方案为，方法还包括：通过DVL获取潜航器速度信息，通过GPS获取潜航器位置信息。
[0009]其进一步的技术方案为，光纤惯导自动进入对准状态，包括：光纤惯导通过持续获取DVL提供的潜航器速度信息和GPS提供的潜航器位置信息来进行对准。
[0010]其进一步的技术方案为，方法还包括：
[0011]通过MEMS传感器采集潜航器航向角、纵倾角和横倾角信息；通过深度计采集潜航器深度信息；通过垂直舵机控制潜航器航向；通过水平舵机控制潜航器深度。
[0012]其进一步的技术方案为，方法还包括：
[0013]潜航器进入水下定深直航模式后，通过光纤惯导确定潜航器航向、纵倾角、横倾角和位置信息；光纤惯导通过持续获取深度计提供的潜航器深度信息和DVL提供的潜航器速度信息来确定位置信息。
[0014]第二方面，本专利技术还提供了一种双功能无人潜航器模式切换装置。该装置包括MEMS传感器、光纤惯导、DVL、GPS、数据切换单元、电源切换单元和电压供应单元；数据切换单元包括第一切换开关，电源切换单元包括若干个第一切换开关和第二切换开关；数据切换单元连接MEMS传感器和光纤惯导，用于控制MEMS传感器和光纤惯导的信号切换；电源切换单元连接MEMS传感器、光纤惯导、DVL和GPS，用于控制MEMS传感器、光纤惯导、DVL和GPS的电源切换；电压供应单元用于为装置提供电源电压。
[0015]其进一步的技术方案为，数据切换单元包括2个单通道双输出切换继电器，第一单通道双输出切换继电器的两个输出端分别连接MEMS传感器和光纤惯导的第一数据传输口；第二单通道双输出切换继电器的两个输出端分别连接MEMS传感器和光纤惯导的第二数据传输口；第一、第二单通道双输出切换继电器的第一输入端连接电压供应单元的正极端，第一、第二单通道双输出切换继电器的第二输入端通过第一切换开关与电压供应单元的负极端连接。
[0016]其进一步的技术方案为，电源切换单元包括3个双通道双输出切换继电器，第一双通道双输出切换继电器的第一输出端和第二输出端连接电压供应单元的正极端，第三输出端连接MEMS传感器的电源正极端，第四输出端同时连接光纤惯导和DVL的电源正极端；第二双通道双输出切换继电器的第一输出端和第二输出端连接电压供应单元的负极端，第三输出端连接MEMS传感器的电源负极端，第四输出端同时连接光纤惯导和DVL的电源负极端；第三双通道双输出切换继电器的第一输出端连接电压供应单元的正极端，第二输出端连接电压供应单元的负极端，第三输出端连接GPS的电源正极端，第四输出端连接GPS的电源负极端；第一至第三双通道双输出切换继电器的公共输入端连接电压供应单元的正极端；第一、第二双通道双输出切换继电器的第一输入端通过第一切换开关与电压供应单元的负极端连接，第一、第二双通道双输出切换继电器的第二输入端通过第二切换开关与电压供应单元的负极端连接；第三双通道双输出切换继电器的两个输入端通过串联的第二切换开关和第一切换开关与电压供应单元的负极端连接。
[0017]其进一步的技术方案为，第一切换开关和第二切换开关根据接收到的潜航器控制器发出的切换信号控制数据切换单元和电源切换单元实现模式切换。
[0018]其进一步的技术方案为，当潜航器处于滑翔航行模式时，第一切换开关打开，第二切换开关关闭，电源切换单元选择MEMS传感器，数据切换单元选择MEMS传感器；当潜航器控制器发出从滑翔航行模式切换为近水面定深直航模式的信号后，第一切换开关打开，第二切换开关打开，电源切换单元选择MEMS传感器、光纤惯导、DVL和GPS，数据切换单元选择MEMS传感器；当潜航器控制器发出从近水面定深直航模式切换为水下定深直航模式的信号后，第一切换开关关闭，第二切换开关打开，电源切换单元选择光纤惯导和DVL，数据切换单元选择光纤惯导。
[0019]本专利技术的有益技术效果是：
[0020]本专利技术公开了一种双功能无人潜航器模式切换方法及装置，该方法通过增加切换中间态，即近水面定深直航状态，使得潜航器处于动稳定状态，更加利于潜航器在从滑翔模式切换到水下定深直航模式过程中的光纤惯导设备进行高精度的对准；同时，通过两种模式下不同传感器的数据流切换，不同模式使用不同传感器既满足了使用要求又降低了功耗。此外，该装置不仅能够同时适应MEMS传感器、光纤惯导、DVL、GPS等多部件的电源、数据
切换工作，而且减少了控制输入口的数量。
附图说明
[0021]图1为一个实施例中的双功能无人潜航器模式切换方法的流程示意图。
[0022]图2为一个实施例中的双功能无人潜航器滑翔模式的数据流图。
[0023]图3为一个实施例中的双功能无人潜航器近水面定深直航模式的数据流图。
[0024]图4为一个实施例中的双功能无人潜航器水下定深直航模式的数据流图。
[0025]图5为一个实施例中的双功能无人潜航器模式切换装置的电路示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。
[0027]在一个实施例中，如图1所示，提供了一种双功能无人潜航器模式切换方法。本实施例中，该方法包括以下步骤：
[0028]步骤102，潜航器在滑翔航行模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双功能无人潜航器模式切换方法，其特征在于，所述方法包括：潜航器在滑翔航行模式中，利用电源切换单元打开MEMS传感器电源，利用数据切换单元选择所述MEMS传感器作为导航数据源；在收到模式切换信号后，利用所述电源切换单元打开光纤惯导、DVL和GPS电源，所述光纤惯导自动进入对准状态，所述MEMS传感器电源保持打开且继续作为导航数据源，所述潜航器进入近水面定深直航状态；在所述光纤惯导完成对准后，利用所述电源切换单元关闭所述MEMS传感器和GPS电源，保持所述光纤惯导和DVL电源打开；利用所述数据切换单元将导航数据源从所述MEMS传感器切换为所述光纤惯导，所述潜航器进入水下定深直航模式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述DVL获取潜航器速度信息，通过所述GPS获取潜航器位置信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光纤惯导自动进入对准状态，包括：所述光纤惯导通过持续获取所述DVL提供的潜航器速度信息和所述GPS提供的潜航器位置信息来进行对准。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述MEMS传感器采集潜航器航向角、纵倾角和横倾角信息；通过深度计采集潜航器深度信息；通过垂直舵机控制潜航器航向；通过水平舵机控制潜航器深度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述潜航器进入水下定深直航模式后，通过所述光纤惯导确定潜航器航向、纵倾角、横倾角和位置信息；所述光纤惯导通过持续获取深度计提供的潜航器深度信息和所述DVL提供的潜航器速度信息来确定位置信息。6.一种双功能无人潜航器模式切换装置，其特征在于，所述装置包括MEMS传感器、光纤惯导、DVL、GPS、数据切换单元、电源切换单元和电压供应单元；所述数据切换单元包括第一切换开关，所述电源切换单元包括若干个第一切换开关和第二切换开关；所述数据切换单元连接所述MEMS传感器和光纤惯导，用于控制所述MEMS传感器和光纤惯导的信号切换；所述电源切换单元连接所述MEMS传感器、光纤惯导、DVL和GPS，用于控制所述MEMS传感器、光纤惯导、DVL和GPS的电源切换；所述电压供应单元用于为所述装置提供电源电压。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据切换单元包括2个单通道双输出切换继电器，第一单通道双输出切换继电器的两个输出端分别连接所述MEMS传感器和光纤惯导的第一数据传输口；第二单通道双...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，李永成，张华，侯靖尧，徐令令，郑鹏，曹园山，陈伟，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：