[发明专利]一种自主水下机器人水面监控系统及方法

说明书

本发明涉及一种自主水下机器人水面监控系统及方法，系统包括：定向GPS模块、无线电接收机、铱星定位接收机、无线网桥和电源模块；方法包括水面监控系统通过无线电接收机和铱星定位接收机接收自主水下机器人发送的位置、速度和艏向信息，进行解析；定向GPS模块获取母船的位置和艏向信息，计算出母船与自主水下机器人的距离、自主水下机器人相对船艏的方位角，推算母船到达自主水下机器人所需时间。本发明可在一定时间内无需外部供电，使用方便灵活；无需接入船载信息系统，即可获得精确的母船位置和艏向信息；通过综合处理母船和自主水下机器人的艏向、位置、速度信息，并予以直观显示，辅助回收人员快速发现自主水下机器人，具有较高的推广价值。

技术领域

本发明涉及水下机器人监控领域，具体地说是一种自主水下机器人水面监控系统及方法。

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。

由于自主水下机器人“无缆”(即无实体线缆与母船或水面设备连接)的特性，其上浮到水面的位置存在一定不确定性，而且会由于海流和风的作用不断变化。因此，在自主水下机器人上浮到水面后迅速发现其位置并尽快予以回收是非常必要的。但是由于海面情况复杂，尤其是波浪和阳光反射的影响，母船驾驶人员和自主水下机器人回收人员最终可以通过肉眼确定自主水下机器人的位置需要花费大量的时间，且往往需要多名瞭望人员参加。

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监控系统及方法，解决自主水下机器人回收过程中搜索和锁定自主水下机器人困难、耗费大量时间和人力的问题。

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监控系统，包括：

定向GPS模块，通过串行接口连接工控机，接收母船的位置和艏向信息，发送到工控机；

无线电接收机，通过串行接口连接工控机，接收自主水下机器人位置、速度和艏向信息，发送给工控机；

铱星定位接收机，通过串行接口连接工控机，接收自主水下机器人位置、速度和艏向信息，发送给工控机；

工控机，根据母船的位置、艏向信息和自主水下机器人的位置、速度、艏向信息计算出母船与自主水下机器人的距离以及自主水下机器人相对船艏的方位角，推算母船到达自主水下机器人位置所需时间；

无线网桥，通过以太网交换机连接工控机，用于提供无线网络；

电源模块，为水面监控系统供电。

所述电源模块包括供电模块和电源控制模块，所述供电模块的输出端连接电源控制模块，电源控制模块连接定向GPS模块、无线电接收机、铱星定位接收机、工控机和无线网桥，为其供电。

所述供电模块包括锂电池组和电池组升压模块，所述锂电池组的输出端连接电池组升压模块，电池组升压模块的输出端连接电源控制模块，且在电池组升压模块的输出端设置电流表和电压表，用于采集输出电流值和输出电压值。

所述供电模块包括外部电源输入到AC/DC变换模块，将外部输入的220V交流电变换为直流电，AC/DC变换模块的输出端连接电源控制模块，且在AC/DC变换模块的输出端设置电流表和电压表，用于采集输出电流值和输出电压值。

还包括散热风扇连接AC/DC变换模块的输出端，为水面监控系统提供风冷散热。

所述定向GPS模块配置双天线。

所述工控机集成触摸显示屏和串行接口。