本公开涉及一种无人艇的艇载传感器监测控制方法、系统及设备，方法包括以下步骤：根据艇载传感器类型，获取艇体设定行进路径上的现场数据；预设与艇载传感器相关联的参考基准值；获取艇载传感器的实时检测数据，将实时检测数据分别与现场数据、参考基准值做数值比较，根据数值比较结果，判断该艇载传感器是否故障，如是则采用容错控制策略，否则保持常规控制策略。系统和设备用于执行上述方法。本公开结合无人艇的应用场景，综合行进路径的现场数据和参考基准值，根据艇载传感器的实时检测数据对船载传感器进行准确的故障判断，以便于及时对可能故障的艇载传感器进行控制，可适用于对无人艇艇载传感器的故障检测，有助于无人艇的自动化控制。艇的自动化控制。艇的自动化控制。
【技术实现步骤摘要】
一种无人艇的艇载传感器监测控制方法、系统及设备
[0001]本公开涉及无人艇控制
，具体涉及一种无人艇的艇载传感器监测控制方法、系统及设备。
技术介绍
[0002]无人艇包括具有自主规划、自主航行、自主环境感知能力的全自主型无人艇，以及非自主航行的遥控型无人艇和按照内置程序航行并执行任务的半自主型无人艇。无人艇上通常设有多类型、多数量的艇载传感器，通过艇载传感器实时检测无人艇周围的环境信息，如水深数据、水下地形数据、位置数据和风场数据等，艇载传感器的实时检测数据会输入到无人艇的控制系统中，作为无人艇控制的参考数据，是无人艇实现自动化控制的前提。
[0003]由于艇载传感器数量多、精密度高且安装在艇体上，容易受到高温潮湿、艇体振动较大等条件影响，出现故障导致输出的检测数据不准确，如果控制系统采用错误的传感器数据进行控制，则容易出现自动化控制失败，甚至撞击、沉船等严重事故。
[0004]因此，对于不可避免的艇载传感器故障问题，如何及时地将故障传感器识别并采取相应的控制策略，降低故障传感器对无人艇自动化控制的影响，对于无人艇有重大意义。
[0005]现有的无人艇传感器监测控制系统中，多采用传统的电压电流监测方法进行故障监测，具体做法是通过对传感器电路的电压电流进行监测，当电压电流出现明显异常，如过流、断电等情况时上报故障信息，控制系统在接收到故障信息后判断该传感器故障，对故障传感器进行隔离。
[0006]上述方法在应用过程中存在如下缺陷：
[0007]传感器故障除了电流电压异常外，还表现在检测数据异常，出现明显的数据偏差、漂移、精度下降等情况，上述方法难以实现对艇载传感器的有效故障监测，因此，如何结合无人艇的应用场景，设计一种适用于无人艇的艇载传感器的故障监测控制方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0008]为了解决上述现有技术存在的问题，本公开目的在于提供一种无人艇的艇载传感器监测控制方法、系统及设备。本公开结合无人艇的应用场景，综合行进路径的现场数据和参考基准值，根据艇载传感器的实时检测数据对船载传感器进行准确的故障判断，以便于及时对可能故障的艇载传感器进行控制，可适用于对无人艇艇载传感器的故障检测，有助于无人艇的自动化控制。
[0009]本公开所述的一种无人艇的艇载传感器监测控制方法，包括以下步骤：
[0010]S01、根据艇载传感器类型，获取艇体设定行进路径上的现场数据，所述现场数据与艇载传感器的检测数据相对应；
[0011]S02、预设与艇载传感器相关联的参考基准值；
[0012]S03、获取艇载传感器的实时检测数据，将所述实时检测数据分别与所述现场数
据、所述参考基准值做数值比较，根据数值比较结果，判断该艇载传感器是否故障，如是则采用容错控制策略，否则保持常规控制策略。
[0013]优选地，步骤S01中，所述现场数据包括长期数据和短期数据，所述长期数据包括水深数据和水下地形数据，所述短期数据包括位置数据、风场数据、温度数据、湿度数据、水位数据和水流数据；
[0014]其中，所述长期数据通过航道数据库获取，所述短期数据通过岸基监测系统获取。
[0015]优选地，步骤S02中，所述参考基准值为该艇载传感器在当前时间点前一段时间内的检测数据的平均值。
[0016]优选地，步骤S03中，定义所述现场数据为a，所述参考基准值为b，所述实时检测数据为c，则有：
[0017][0018]其中，e表示故障判断结果，表示现场数据a与实时检测数据c进行数值比较的第一偏差值，w1表示第一偏差值的权重，表示参考基准值b与实时检测数据c进行数值比较的第二偏差值，w2表示第二偏差值的权重；
[0019]当所述故障判断结果e∈[0,0.1]时，判断该艇载传感器正常运行；
[0020]当所述故障判断结果e∈[0.1,0.3]时，判断该艇载传感器处于一级故障状态；
[0021]当所述故障判断结果e∈[0.3,0.5]时，判断该艇载传感器处于二级故障状态；
[0022]当所述故障判断结果e>0.5时，判断该艇载传感器处于三级故障状态。
[0023]优选地，所述容错控制策略包括：
[0024]当判断艇载传感器处于一级故障状态时，根据所述现场数据对该艇载传感器的实时检测数据进行数值修正并令该艇载传感器复位；
[0025]当判断艇载传感器处于二级故障状态时，剔除该艇载传感器的实时检测数据，并启用该艇载传感器冗余安装的备用传感器；
[0026]当判断艇载传感器处于三级故障状态时，将艇体切换至手动控制状态，并发出告警信息。
[0027]优选地，步骤S03还包括：
[0028]将所述艇载传感器按检测数据类型进行分类，获取同类多个艇载传感器的实时检测数据，将所述同类多个艇载传感器的实时检测数据进行数据融合，将数据融合结果发送至操作端。
[0029]优选地，采用加权平均算法或神经网络模型将所述同类多个艇载传感器的实时检测数据进行数据融合。
[0030]本公开的一种无人艇的艇载传感器监测控制系统，包括：
[0031]现场数据获取模块，其用于根据艇载传感器类型，获取艇体预定行进路径上的现场数据，所述现场数据与艇载传感器的检测数据相对应；
[0032]参考基准值预设模块，其用于预设与艇载传感器相关联的参考基准值；
[0033]比较控制模块，其用于获取艇载传感器的实时检测数据，将所述实时检测数据分别与所述现场数据、所述参考基准值做数值比较，根据数值比较结果，判断该艇载传感器是
否故障，如是则采用容错控制策略，否则保持常规控制策略。
[0034]本公开的一种计算机设备，包括信号连接的处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载时执行如上所述无人艇的艇载传感器监测控制方法。
[0035]本公开的一种计算机可读存储介质，其上存储有至少一条指令或至少一段程序，其特征在于，所述至少一条指令或所述至少一段程序被处理器加载时执行如上所述无人艇的艇载传感器监测控制方法。
[0036]本公开所述的一种无人艇的艇载传感器监测控制方法、系统及设备，其优点在于：
[0037]1、本公开结合无人艇的应用场景，根据无人艇的行进路径多为提前设定的行进路径，即行进路径已知且固定这一特点，获取行进路径上的现场数据，同时预设参考基准值，将艇载传感器的实时检测数据与现场数据和参考基准值进行数值比较，可及时发现艇载传感器的检测数值偏差、漂移、精度下降的情况，采取对应的控制策略，避免错误的传感器数据对无人艇的控制造成影响，有利于无人艇的自动化控制；
[0038]2、本公开针对无人艇的艇载传感器数量多的特点，对艇载传感器进行聚类分析，采用加权平均算法或神经网络模型将同类多个艇载传感器的实时检测数据进行数据融合，获得该类型参数的一致性表达本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人艇的艇载传感器监测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S01、根据艇载传感器类型，获取艇体设定行进路径上的现场数据，所述现场数据与艇载传感器的检测数据相对应；S02、预设与艇载传感器相关联的参考基准值；S03、获取艇载传感器的实时检测数据，将所述实时检测数据分别与所述现场数据、所述参考基准值做数值比较，根据数值比较结果，判断该艇载传感器是否故障，如是则采用容错控制策略，否则保持常规控制策略。2.根据权利要求1所述无人艇的艇载传感器监测控制方法，其特征在于，步骤S01中，所述现场数据包括长期数据和短期数据，所述长期数据包括水深数据和水下地形数据，所述短期数据包括位置数据、风场数据、温度数据、湿度数据、水位数据和水流数据；其中，所述长期数据通过航道数据库获取，所述短期数据通过岸基监测系统获取。3.根据权利要求1所述无人艇的艇载传感器监测控制方法，其特征在于，步骤S02中，所述参考基准值为该艇载传感器在当前时间点前一段时间内的检测数据的平均值。4.根据权利要求3所述无人艇的艇载传感器监测控制方法，其特征在于，步骤S03中，定义所述现场数据为a，所述参考基准值为b，所述实时检测数据为c，则有：其中，e表示故障判断结果，表示现场数据a与实时检测数据c进行数值比较的第一偏差值，w1表示第一偏差值的权重，表示参考基准值b与实时检测数据c进行数值比较的第二偏差值，w2表示第二偏差值的权重；当所述故障判断结果e∈[0,0.1]时，判断该艇载传感器正常运行；当所述故障判断结果e∈[0.1,0.3]时，判断该艇载传感器处于一级故障状态；当所述故障判断结果e∈[0.3,0.5]时，判断该艇载传感器处于二级故障状态；当所述故障判断结果e>0.5时，判断该艇载传感器处于三级故障状态。5.根据权利要求4所述无人艇的艇载传感器监测控制方法，其特征在于，所述容错控制策略包括：当判断艇载传感器处...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄婉琪，滕宪斌，崔福铎，张兆豪，蔡元博，杜天翔，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：
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