[发明专利]一种避让障碍且防倾覆的无人船及其避让和防倾覆的方法

权利要求书

1.一种避让障碍且防倾覆的无人船，包括船体，其特征在于：船体上设有防倾覆装置和避让装置；防倾覆装置包括被动式防倾覆结构和主动式防倾覆结构，

被动式防倾覆结构包括分别安装在船体两侧的船翼和贴设在船身周围的缓冲垫；

主动式防倾覆结构包括防倾覆模块、压缩气体罐、管道Ⅰ、管道Ⅱ、电子阀门Ⅰ、电子阀门Ⅱ、主气囊和辅助气囊，主气囊有两个，分别设置在船体的两侧，辅助气囊有4个，分别对称设置在船体的前端和后端，主气囊通过管道Ⅰ与压缩气体罐连接，管道Ⅰ上设置电子阀门Ⅰ，管道Ⅱ与管道Ⅰ连接，管道Ⅱ上设置电子阀门Ⅱ，

防倾覆模块包括控制器、加速传感器、电子罗盘、陀螺仪和水银开关，加速传感器、电子罗盘和陀螺仪分别与控制器连接，加速传感器、电子罗盘、陀螺仪将测得的船体侧倾加速度、船体侧倾角度的数据传入控制器，控制器经过算法预测判断是否打开电子阀门Ⅰ和电子阀门Ⅱ，水银开关预设倾覆角度，达到倾覆角度时强制触发电子阀门Ⅰ和电子阀门Ⅱ；

避让装置包括摄像头模块、激光雷达和声纳，摄像头模块直接与地面接收站连接，激光雷达和声纳均与防倾覆模块的控制器连接，激光雷达和声纳将数据传给控制器，控制器通过算法判断前方是否有障碍物以及避让方式，控制器将激雷达和声纳的实时数据以及避让方式传给地面接收站供地面人员参考；

控制器将采用stm32单片机或者arm单片机；水银开关的纵轴与船体的纵轴垂直。

2.根据权利要求1所述的避让障碍且防倾覆的无人船，其特征在于：加速度传感器、电子罗盘和陀螺仪安装在同一水平面上。

3.根据权利要求1所述的避让障碍且防倾覆的无人船，其特征在于：船翼位于船体中部吃水线以下处。

4.根据权利要求1所述的避让障碍且防倾覆的无人船，其特征在于：摄像头安装在船体最前端的底部。

5.根据权利要求1所述的避让障碍且防倾覆的无人船，其特征在于：船翼呈扁椭圆柱体形，且表面光滑。

6.根据权利要求1所述的避让障碍且防倾覆的无人船的避让和防倾覆的方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步、启动信号发出给摄像头模块、激光雷达和声纳，摄像头模块将视频流传输给地面接收站，激光雷达和声纳将数据传输给控制器后通过避让算法得出避让建议并将相应数据传输给地面接收站供地面人员参考；

第二步、发现障碍后，船体停止前进，等待地面控制人员未发出控制指令，控制器的避让方式预设为前方有障碍但不影响航行，则继续前行，前方有障碍影响航行，则从侧方通过，前方有障碍物且侧方无法通过，则后退设定新的路线；

第三步、启动信号传输给加速度传感器、电子罗盘、陀螺仪和水银开关，系统启动，加速度传感器、电子罗盘和陀螺仪将数据传输给控制器后通过防倾覆算法得出是否需要打开电子阀门Ⅰ和电子阀门Ⅱ；水银开关实时监控船体倾斜程度，当超出预设角度的时候也强制打开电子阀门Ⅰ和电子阀门Ⅱ，电子阀门Ⅰ和电子阀门Ⅱ打开后，主气囊先充气，辅助气囊随后充气。

7.根据权利要求6所述的避让障碍且防倾覆的无人船的避让和防倾覆的方法，其特征在于：主气囊打开后0.6秒，辅助气囊打开。