[发明专利]一种自主水下机器人水面遥控系统及方法

说明书

本发明涉及一种自主水下机器人水面遥控系统及方法，系统包括无线电模块、GPS模块、控制计算机模块、供电模块；方法包括水面遥控系统通过无线电模块发送遥控命令到自主水下机器人，自主水下机器人接收到遥控命令后，执行并通过无线电反馈自身的位置、速度和航向信息，水面遥控系统按照协议予以解析和显示；水面遥控系统通过GPS模块获取水面遥控系统的位置信息，计算出水面遥控系统与自主水下机器人间的距离、自主水下机器人指向水面遥控系统的目标航向，推算到达自主水下机器人所需时间。本发明通过遥控系统和自主水下机器人的艏向、位置信息，并予以直观显示，可以辅助遥控人员实现对自主水下机器人的无线超视距遥控，具有较高的推广价值。

技术领域

本发明涉及水下机器人领域，具体地说是一种自主水下机器人水面遥控系统及方法。

背景技术

自主水下机器人(也称“自主潜水器”、“自主水下航行器”、“AUV”、“UUV”等)广泛应用于海洋矿产资源勘探、海洋环境调查、海底目标搜索等领域。

自主水下机器人的回收过程较为复杂。通常需要回收母船与自主水下机器人距离较近才能实施回收。由于回收母船通常吨位较大，在距离自主水下机器人很近时容易发生碰撞事故。因此，通常使用遥控系统将自主水下机器人遥控至母船附近予以回收。但是当自主水下机器人距离遥控人员较远时，遥控人员往往通过肉眼难以确定自主水下机器人当前的艏向，无法准确给出遥控命令，需要花费大量的时间逐步遥控自主水下机器人接近母船。遥控系统可以实现超视距的准确遥控成为一种迫切的需求，可以大大降低遥控操作的难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种自主水下机器人水面遥控系统及方法，解决通过肉眼难以确定自主水下机器人当前的艏向，无法准确给出遥控命令，需要花费大量的时间逐步遥控自主水下机器人接近母船的问题，实现自主水下机器人的超视距无线遥控。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种自主水下机器人水面遥控系统，包括：

无线电模块，通过串行接口连接控制计算机模块，接收自主水下机器人的位置、速度和航向信息，发送给控制计算机模块；

GPS模块，通过串行接口连接控制计算机模块，接收水面遥控系统的位置信息，发送给控制计算机模块；

控制计算机模块，连接无线电模块，通过无线电模块向自主水下机器人发出遥控命令；

供电模块，连接控制计算机模块，为其供电。

还包括蓝牙遥控手柄通过蓝牙接口无线连接所述控制计算机模块，对控制计算机模块进行命令输入。

还包括触控显示屏连接所述控制计算机模块，对控制计算机模块进行命令输入。

所述供电模块为锂电池组或外部电源。

所述GPS模块通过TNC插座连接GPS天线。

所述控制计算机模块为一包含处理器模块并外设有串行通信、网络接口、蓝牙模块、显示接口的嵌入式单板计算机。

一种自主水下机器人水面遥控方法，包括：

所述水面遥控系统通过无线电模块发送遥控命令到自主水下机器人，自主水下机器人接收到遥控命令后，执行遥控命令并通过无线电反馈自身的位置、速度和航向信息，水面遥控系统通过无线电模块接收自主水下机器人的位置、速度和航向后按照协议予以解析和显示；水面遥控系统通过GPS模块获取水面遥控系统的位置信息，计算出水面遥控系统与自主水下机器人间的距离、自主水下机器人指向水面遥控系统的目标航向，并根据通过GPS获取的速度信息推算到达自主水下机器人所需时间。

在无法得到自主水下机器人的视野时，通过触控显示屏对自主水下机器人进行遥控操作。