基于声学通信的水下机器人实时监控系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及水下机器人监控领域，具体地说是基于声学通信的多水下机器人水面监控系统及方法。包括：母船定向GPS模块，母船水声通信机、工控机、缆绳系统以及安装在水下载体上的载体水下通信机；母船定向GPS模块用于将母船的位置信息发送到工控机；母船水声通信机用于接收所有水下载体发送的导航信息和传感器信息，工控机用于解析载体水下通信机经母船水声通信机返回的数据，同时根据载体状态和观测数据发送控制指令至母船水声通信机；载体水下通信机用于周期广播自身信息，并接收母船发送的指令或其他载体发送的指令；缆绳系统，用于悬挂母船水声通信机，并对工控机数据传输；本发明专利技术依靠水声通信系统，获得每个载体在水下的实时位置和传感器数据。时位置和传感器数据。时位置和传感器数据。

【技术实现步骤摘要】
基于声学通信的水下机器人实时监控系统及方法


[0001]本专利技术涉及水下机器人监控领域，具体地说是基于声学通信的多水下机器人水面监控系统及方法。

技术介绍

[0002]自主水下机器人(也称“自主潜水器”、“自主水下航行器”、“UUV”等)广泛应用于海洋矿产资源勘探、海洋环境调查、海底目标搜索等领域。
[0003]对于“无缆”(即无实体线缆与母船或水面设备连接)的水下机器人，其一旦完全下潜到水下，无线电系统、网桥、铱星等水面通信手段就完全无效了，只能等待机器人完成使命上浮水面，才能发现其位置，再次下载使命或进行回收。然而水下环境充满了不确定性，机器人执行使命越长，发生意外情况的可能性越大。当发生一些机器人无法自主解决的意外情况(例如传感器故障、失控等)，只配备水面通信手段的水下机器人系统就无法及时发现并处理，这会导致任务失败甚至损失设备。若是多机器人同时执行使命，这种风险发生的可能性更高。此外，多机器人任务比单个机器人任务更加复杂，仅靠水下机器人目前的自主能力难以做出最佳的决策，若操作员能根据当前任务进行情况和载体采集的数据进行及时干预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于声学通信的水下机器人实时监控系统，其特征在于，包括：母船定向GPS模块，母船水声通信机、工控机、缆绳系统以及安装在水下载体上的载体水下通信机；所述母船定向GPS模块，设在母船上，且配置有双天线，与工控机通过线缆连接，用于将母船的位置信息发送到工控机；所述母船水声通信机，通过缆绳系统悬挂在母船底部，且通过串口与工控机连接，用于接收所有水下载体发送的导航信息和传感器信息，并发送给工控机，并将工控机传回的母船位置信息以及指令发送至载体水下通信机；所述工控机，用于解析载体水下通信机经母船水声通信机返回的数据，获取水下载体的导航信息和传感器信息，并绘制多水下载体航行实时轨迹以及队形图，显示所有载体的状态信息以及观测数据，同时根据载体状态和观测数据发送控制指令至母船水声通信机；所述载体水下通信机，用于周期广播自身的导航信息和传感器信息，并接收母船发送的指令或其他水下载体发送的指令；缆绳系统，用于悬挂母船水声通信机，使母船水声通信机通过自身对工控机进行数据传输。2.根据权利要求1所述的基于声学通信的水下机器人实时监控系统，其特征在于，所述工控机包括：数据接收模块、数据记录模块、数据处理模块以及数据发送模块；数据接收模块，用于通过母船水声通信机接收到水下载体发送的数据包，并上传至数据记录模块和数据处理模块；数据记录模块，用于记录当前数据接收模块上传的数据包；数据处理模块，用于解析数据包，获取数据包信息，并得到水下载体实时轨迹图、实时状态以及实时队形图；数据发送模块，用于将母船指令以及母船的导航数据发送至水下载体。3.根据权利要求1所述的基于声学通信的水下机器人实时监控系统，其特征在于，所述载体水下通信机包括：数据包接收模块、数据包记录模块以及数据包发送模块；数据包接收模块，用于接收母船发送的母船指令以及母船的导航数据，根据母船指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一平，裘天佑，徐高鹏，曾俊宝，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：