[发明专利]水下无人自主航行器导航控制系统及方法

说明书

一种水下无人自主航行器导航控制系统及方法。该系统包括主控单元和库文件单元。主控单元包括多个不同的功能模块，该多个功能模块被封装为具有统一调用接口，以供外部控制端通过该统一调用接口调用一个或多个所述功能模块，库文件单元包括多个底层驱动文件被封装形成的对应库文件，当调用的一个或多个所述功能模块执行相应功能时，从所述库文件单元中调用对应的底层驱动文件以驱动相应的功能硬件获取相应的数据，进而根据该数据判断执行相应的操作。本发明提供的导航控制系统体积小、生产成本低，并易于进行二次开发。

技术领域

本发明涉及水下无人自主航行器领域，尤其涉及一种水下无人自主航行器导航控制系统及方法。

背景技术

水下无人自主航行器作为一种海上力量倍增器，不仅有着广泛而重要的军事用途，还是人类和平开发海洋不可或缺的重要工具，现已成为各发达国家军事海洋技术研究的前沿。

目前水下无人自主航行器导航控制系统多采用PC104或其他嵌入式工业计算机作为主控计算机硬件，以Vxworks、DOS、Linux等系统作为主控计算机系统。以PC104为主的嵌入式工业计算机具有CPU主频高、处理任务能力强、硬件资源丰富、扩展能力强等特点，非常适合中、大型，不计算成本、载荷及功能多的水下无人自主航行器，同时由于其体积大、价格昂贵，并不适用于微型低成本水下无人自主航行器。以Vxworks、DOS、Linux等系统为主控计算机系统具有实时性高、可裁剪、功耗低、软件密封性良好等优点，但同时也伴随着学习成本高、模块化能力弱、用户想要进行二次开发具有非常高的技术门槛等弊端。

因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

发明内容

本公开的目的在于提供一种水下无人自主航行器导航控制系统及方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种水下无人自主航行器导航控制系统，包括：

主控单元，包括多个不同的功能模块，该多个功能模块被封装为具有统一调用接口，以供外部控制端通过该统一调用接口调用一个或多个所述功能模块；

库文件单元，包括多个底层驱动文件被封装形成的对应库文件；当调用的一个或多个所述功能模块执行相应功能时，从所述库文件单元中调用对应的底层驱动文件以驱动相应的功能硬件获取相应的数据，进而根据该数据判断执行相应的操作。

本公开的实施例中，所述主控单元和库文件单元设置于一单片机内。

本公开的实施例中，所述多个不同的功能模块包括姿态解算模块、速度模拟模块、视频扫描模块、任务控制模块、导航定位模块、数据收发模块、安全急救模块、航向控制模块、深度控制模块和供电控制模块。

本公开的实施例中，所述功能硬件包括加速度计、陀螺仪、磁力计、SD卡、GPS、摄像头、无线模块、WIFI、网口、LED、舵机驱动、串口、电机驱动、深度传感器、ADC电压采集。

本公开的实施例中，所述多个功能模块之间相互独立，任一功能模块的增加、删减、修改并不影响其他功能模块的调用。

本公开的实施例中，所述多个库文件之间相互独立，任一功能模块的增加、删减、修改并不影响其他库文件的调用。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种水下无人自主航行器导航控制方法，包括：

步骤一：调用初始化函数模块；

步骤二：判断所述水下无人自主航行器导航模式；

步骤三：根据确定的导航模式执行相应任务；

步骤四：判断是否达到预设控制周期，若达到则跳转回步骤二。