[发明专利]一种多无人船编队系统

说明书

技术领域

本发明属于无人船领域，更具体地，涉及一种多无人船编队系统。

背景技术

近年来，自主无人船是水面航行器研究的一个热点，其技术基础是自主运动控制技术，而目前单无人船系统应用存在的问题包括作业方式和作业效率方面。

目前无人船的应用案例很多，在中国实用新型专利说明书CN106444767A中公开了一种基于APM和I7智能芯片的联合组合自主导航无人船控制系统，包括地面控制中心和船载控制中心，船载控制中心又包括供电系统、通信系统、自主导航系统、推进动力系统和方向控制系统五个子系统；地面控制中心和船载控制中心间的连接通过地面控制中心中的定向全向天线与通讯系统这一子系统中定向全向天线间的WiFi无线网络以及其与方向控制系统这一子系统中的遥控被控模块间的2.4G网络来实现。

在这这种无人船控制系统中，系统通过WiFi无线模块进行上位机和下位机的信息交互，实现了无人船的自主航行，搭载传感器后可对目标水域进行探测作业。但是，单无人船系统在作业范围、作业时间、作业方式等方面具有局限性，对于大范围海域探测作业或对目标进行围捕时显得有些势单力薄。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多无人船编队系统，通过控制多艘无人船组成集群编队进行协同探测，分布式环境感知方式，实现无人船编队对目标水域进行无死角的拉网式搜索和探测，相比传统单船作业提高了效率，保证了精度。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种多无人船编队系统，包括船载控制系统和岸基监控系统，其特征在于，

所述岸基监控系统包括上位机和岸基ZigBee通信模块，所述上位机和岸基ZigBee通信模块设置在岸上，并且所述上位机与所述岸基ZigBee通信模块连接；

所述船载控制系统设置有多个并且每个所述船载控制系统分别设置在一条无人船上，并且这些无人船共同构成多无人船编队，其中，

每个所述船载控制系统均包括微控制器、船载ZigBee通信模块、GPS传感器、姿态传感器和执行机构，并且所述微控制器分别连接所述船载ZigBee通信模块、GPS传感器、姿态传感器和执行机构，所述微控制器接收来自GPS传感器的数据以获得经纬度信息，并且其接收来自姿态传感器的数据以获得航向角信息，通过执行机构实时调整无人船的航向角和速度；

所述岸基ZigBee通信模块通过ZigBee通信网络与所有的船载ZigBee通信模块进行通信；

所述上位机采用轮询方式，通过ZigBee通信网络与多无人船编队进行远程信息交互，以实现对多条无人船或单条无人船的控制。

优选地，将岸基ZigBee通信模块设置为主节点，船载ZigBee通信模块设置为从节点，岸基监控系统对无人船采用广播通信方式，无人船对岸基监控系统采用点对点通信方式。

优选地，上位机根据每艘无人船的位置和航向信息，解算出每艘无人船的舵角和船速控制命令，从而实现协同控制多艘无人船，组成无人船编队，进行协同探测。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

按照本发明设计的多无人船编队系统能够通过控制，实现无人船自主航迹规划、自主航行任务类型设置、运动控制参数设置、编队队形设置等，无人船编队可保持一定队形搭载相关传感器进行作业，能对目标水域进行无死角的拉网式搜索和探测，比传统单船探测提高了作业效率、降低了作业时间、保证了作业精度。

附图说明

图1是按照本发明构建的多无人船编队系统工作的结构简图；

图2按照本发明构建的多无人船编队系统的功能图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1、图2，一种多无人船编队系统，包括船载控制系统和岸基监控系统，其特征在于，

所述岸基监控系统包括上位机和岸基ZigBee通信模块，所述上位机和岸基ZigBee通信模块设置在岸上，并且所述上位机与所述岸基ZigBee通信模块连接；

所述船载控制系统设置有多个并且每个所述船载控制系统分别设置在一条无人船上，并且这些无人船共同构成多无人船编队，其中，