一种无人海监船系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种无人海监船系统及其控制方法，其系统包括无人海监船和控制站，无人海监船包括光伏发电动力模块、远程操纵模块、数据采集模块和主控模块；通过光伏发电动力模块将太阳光能转化为电能后进行存储，并为无人海监船提供航行动力，采用数据采集模块对光伏发电动力模块的电压数据、电流数据以及温度数据进行采集并传输至主控模块，基于远程操纵模块用于获取无人海监船的位置信息、速度信息和避障信息，并根据位置信息、速度信息和避障信息进行自动避障操作，通过无线网络传输数据至控制站，使得控制站实时显示无人海监船的状态信息，实现了无人海监船的自动续航，解决了因能源不足导致巡航时间短的技术问题。能源不足导致巡航时间短的技术问题。能源不足导致巡航时间短的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无人海监船系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及节能船舶
，具体涉及一种无人海监船系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]本世纪以来由于“蓝色产业”的不断发展，大量的白色污染物堆积在海边，部分工业和生活污水直接向海中排放，对海洋水质造成了极大的污染。近年来，虽然海监力量得到快速发展，但海监人员有限，在必要时期，海监人员实行24小时值班制度，海洋监管总体力量仍相对薄弱，同时，常规海监船携带物资有限，限制了巡航时间，需要耗费大量人力物力且效率低下。随着人类环保意识的增强，船舶的研发有了新的要求，目前大多数船舶动力系统还是传统化石能源作为动力来源，船舶在航行过程中对海洋环境造成的破坏是不可估量的，且船舶航行极易受到海上环境因素的影响。
[0003]根据我国现有海监状况以及船舶海上巡航情况，我国急需一种能够长时间巡航且满足安全性和环保性的智能船舶系统。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种无人海监船系统及其控制方法，用以解决现有技术中存在的由于能源问题导致船舶巡航时间短的技术问题。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种无人海监船系统，包括无人海监船和控制站，所述无人海监船包括光伏发电动力模块、远程操纵模块、数据采集模块和主控模块；
[0006]所述光伏发电动力模块用于将太阳光能转化为电能后进行存储，并为所述无人海监船提供航行动力以及为所述无人海监船的内置电子设备进行供电；
[0007]所述数据采集模块用于对所述光伏发电动力模块的电压数据、电流数据以及温度数据进行采集并传输至所述主控模块；
[0008]所述远程操纵模块用于获取所述无人海监船的位置信息、速度信息和避障信息，并根据所述位置信息、所述速度信息和所述避障信息进行自动避障操作；
[0009]所述主控模块用于将所述电压数据、所述电流数据、所述温度数据、所述位置信息、所述速度信息和所述避障信息通过无线网络传输至所述控制站；
[0010]所述控制站用于实时显示所述无人海监船的状态信息以及发送航行控制指令至所述主控模块，以使所述主控模块根据所述航行控制指令控制所述无人海监船自动完成巡航。
[0011]可选的，所述光伏发电动力模块包括光伏发电单元、储能单元和电力推进单元；
[0012]所述光伏发电单元用于将太阳光能转化为电能后传输至所述储能单元进行存储并为所述电力推进单元提供电能；
[0013]所述储能单元用于储存所述光伏发电单元输出的电能以及为所述电力推进单元和所述无人海监船的内置电子设备提供电能；
[0014]所述电力推进单元用于为所述无人海监船提供航行动力。
[0015]可选的，所述光伏发电单元包括太阳能电池板、太阳能控制器和逆变器。
[0016]可选的，所述数据采集模块包括电压采集单元、电流采集单元和温度采集单元；
[0017]所述电压采集单元用于对所述太阳能电池板、所述储能单元中锂电池组以及所述电力推进单元中推进电机的电压数据进行采集；
[0018]所述电流采集单元用于对流经所述太阳能电池板、所述太阳能控制器、所述逆变器、所述锂电池组以及所述推进电机的电流数据进行采集；
[0019]所述温度采集单元用于对所述太阳能电池板和所述锂电池组的温度数据进行采集。
[0020]可选的，所述主控模块包括通信单元和航行控制单元；
[0021]所述航行控制单元用于控制所述无人海监船进行巡航并抽取海水样本进行水质检测；
[0022]所述航行控制单元还用于在接收到所述控制站发送的航行控制指令时生成相应航行控制信号，并将所述航行控制信号发送至所述远程操纵模块；
[0023]所述通信单元用于将所述电压数据、所述电流数据、所述位置数据、所述速度信息和所述避障信息传输至所述控制站。
[0024]可选的，所述远程操纵模块包括信息采集单元和电机驱动单元；
[0025]所述信息采集单元用于采集所述无人海监船的当前航行速度、当前航行位置、障碍物信息、环境信息以及视频监控信息进行采集，并将所述当前航行速度、所述当前航行位置、所述障碍物信息、所述环境信息以及所述视频监控信息输出至所电机驱动单元和主控模块，其中，所述避障信息包括所述当前航行速度、所述当前航行位置、所述障碍物信息、所述环境信息以及所述视频监控信息；
[0026]所述电机驱动单元用于根据所述当前航行速度、所述当前航行位置、所述障碍物信息和所述环境信息改变所述无人海监船的航行轨迹进行避障；
[0027]所述电机驱动单元还用于根据所述主控模块发送的航行控制信号控制所述无人海监船的航行速度和航行方向。
[0028]可选的，所述信息采集单元包括红外传感器、激光雷达和云端摄像头。
[0029]可选的，所述电机驱动单元包括差速驱动芯片、速度控制器、运算控制器以及电动机驱动电路。
[0030]可选的，所述无人海监船还包括船艏、船尾和螺旋桨；
[0031]其中，所述船尾采用方形设计，所述船艏采用倾斜式设计，浮心设置于船体中后方，所述螺旋桨采用轴向变螺距和径向变螺距，缩小所述螺旋桨中单叶面的叶根螺距，增大所述螺旋桨中单叶面的随边螺距。
[0032]另一方面，本专利技术还提供了一种无人海监船系统的控制方法，适用于上述任意一种可能的实现方式中所述的无人海监船系统，无人海监船的控制方法包括：
[0033]基于光伏发电动力模块将太阳光能转化为电能后进行存储，并为无人海监船提供航行动力以及为所述无人海监船的内置电子设备进行供电；
[0034]对所述光伏发电动力模块的电压数据、电流数据以及温度数据进行采集并传输至主控模块；
[0035]获取所述无人海监船的位置信息、速度信息和避障信息，并根据所述位置信息、所
述速度信息和所述避障信息进行自动避障操作；
[0036]将所述电压数据、所述电流数据、所述温度数据、所述位置信息、所述速度信息和所述避障信息通过无线网络传输至控制站；
[0037]实时显示所述无人海监船的状态信息以及发送航行控制指令至所述主控模块，以使所述主控模块根据所述航行控制指令控制所述无人海监船自动完成巡航。
[0038]采用上述实施例的有益效果是：本专利技术提供的无人海监船系统，通过设置光伏发电动力模块将太阳光能转化为电能后进行存储，并为无人海监船提供航行动力以及为无人海监船的内置电子设备进行供电，采用数据采集模块对光伏发电动力模块的电压数据、电流数据以及温度数据进行采集并传输至主控模块，基于远程操纵模块用于获取无人海监船的位置信息、速度信息和避障信息，并根据位置信息、速度信息和避障信息进行自动避障操作，再通过主控模块用于将电压数据、电流数据、温度数据、位置信息、速度信息和避障信息通过无线网络传输至控制站，使得控制站实时显示无人海监船的状态信息以及发送航行控制指令至主控模块，以使主控模块根据航行控制指令控制无人海监船自动完成巡航，实现了无人海监船的自动续航，解决了因能源不足导致巡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人海监船系统，其特征在于，包括无人海监船和控制站，所述无人海监船包括光伏发电动力模块、远程操纵模块、数据采集模块和主控模块；所述光伏发电动力模块用于将太阳光能转化为电能后进行存储，并为所述无人海监船提供航行动力以及为所述无人海监船的内置电子设备进行供电；所述数据采集模块用于对所述光伏发电动力模块的电压数据、电流数据以及温度数据进行采集并传输至所述主控模块；所述远程操纵模块用于获取所述无人海监船的位置信息、速度信息和避障信息，并根据所述位置信息、所述速度信息和所述避障信息进行自动避障操作；所述主控模块用于将所述电压数据、所述电流数据、所述温度数据、所述位置信息、所述速度信息和所述避障信息通过无线网络传输至所述控制站；所述控制站用于实时显示所述无人海监船的状态信息以及发送航行控制指令至所述主控模块，以使所述主控模块根据所述航行控制指令控制所述无人海监船自动完成巡航。2.根据权利要求1所述的无人海监船系统，其特征在于，所述光伏发电动力模块包括光伏发电单元、储能单元和电力推进单元；所述光伏发电单元用于将太阳光能转化为电能后传输至所述储能单元进行存储并为所述电力推进单元提供电能；所述储能单元用于储存所述光伏发电单元输出的电能以及为所述电力推进单元和所述无人海监船的内置电子设备提供电能；所述电力推进单元用于为所述无人海监船提供航行动力。3.根据权利要求2所述的无人海监船系统，其特征在于，所述光伏发电单元包括太阳能电池板、太阳能控制器和逆变器。4.根据权利要求3所述的无人海监船系统，其特征在于，所述数据采集模块包括电压采集单元、电流采集单元和温度采集单元；所述电压采集单元用于对所述太阳能电池板、所述储能单元中锂电池组以及所述电力推进单元中推进电机的电压数据进行采集；所述电流采集单元用于对流经所述太阳能电池板、所述太阳能控制器、所述逆变器、所述锂电池组以及所述推进电机的电流数据进行采集；所述温度采集单元用于对所述太阳能电池板和所述锂电池组的温度数据进行采集。5.根据权利要求4所述的无人海监船系统，其特征在于，所述主控模块包括通信单元和航行控制单元；所述航行控制单元用于控制所述无人海监船进行巡航并抽取海水样本进行水质检测；所述航行控制单元还用于在接收到所述控制站发送的航行控制指令时生成相应航行控制信号，并将所述航行控制信号发送至所述远程操纵模块；所述通信单元用于将所述电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志勇，刘振杰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：