[发明专利]一种无人艇自动舵控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种无人艇自动舵控制系统及方法，所述系统包括：遥控器、中心控制箱、监控系统、舵角反馈器以及转舵机构，所述遥控器与所述中心控制箱连接，所述中心控制箱与所述监控系统连接，所述监控系统不断地将航向的方位信号传递至所述中心控制箱进行处理，所述舵角反馈器与所述中心控制箱连接，将实际舵角反馈至所述中心控制箱，所述转舵机构由所述中心控制箱控制转舵方向。本发明的无人艇自动舵控制系方法提供指定航向的控制方法和指定路线的控制方法两种，进而，大大提高了转舵精度、实现快速沿设定路线航行，无须人工干预，大大减少了操舵者的工作量。

技术领域

本发明涉及无人艇控制领域，尤其涉及一种新型的无人艇自动舵控制系统及方法。

背景技术

无人艇的兴起对传统的转舵方式提出了新的要求，无人艇相比有人艇，对操控具有更高的要求，作为一种智能自主的海洋机器人，无人艇具有循线航行、自动避障、自动定位等功能，对操控性的要求很高，这就需要配备自动舵。

无人艇没有自动舵时存在的问题在于：

1）无人艇在直线行驶时需要反复操舵：由于受到船体本身的缺陷，或者无人艇内部配重不平衡，水流和风力等因素的影响，无人艇在输出0度舵角时并不能沿直线行驶，而是会受到外力因素，逐渐偏离原来的航向，无人艇的操控者需要根据目测来不断修正航向，此项工作非常繁琐，而且长时间操舵也容易出现各种误操作。

2）无人艇在复杂的水域航行航线不够完美，来自人工干预的航向操作存在一定的延迟，再加上无人艇本身的惯性，导致实际航线与理想中的航线存在偏差，甚至容易撞到水面上的障碍物，这对无人艇的操控性产生了极差的体验，并带来了极大的不安全因素。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种无人艇自动舵控制系统，所述系统包括：遥控器、中心控制箱、监控系统、舵角反馈器以及转舵机构，所述遥控器与所述中心控制箱连接，无人艇航向由所述遥控器经无线通讯发送给所述中心控制箱，所述中心控制箱用于对航向数据进行解析以及修正，所述中心控制箱与所述监控系统连接，所述监控系统不断地将航向的方位信号传递至所述中心控制箱进行处理，所述舵角反馈器与所述中心控制箱连接，将实际舵角反馈至所述中心控制箱，所述转舵机构由所述中心控制箱控制转舵方向。

进一步地，所述中心控制箱包括单片机处理系统和PLC系统，所述单片机处理系统将所述监控系统中监控到的方位信号处理后反馈至所述PLC系统，所述PLC系统与所述舵角反馈器连接。

进一步地，所述监控系统包括GPS定位系统以及三维电子罗盘，所述GPS定位系统与所述三维电子罗盘分别连接于所述单片机处理系统的两端。

一种无人艇自动舵控制方法，包括：指定航向的控制方法和指定路线的控制方法。

进一步地，所述指定航向的控制方法包括以下步骤：

1）由遥控器发出一个指定航向的方位指令；

2）经单片机处理系统将此方位信息读取后，与三维电子罗盘传送至所述单片机处理系统的方位数据进行比较运算得到一个舵角值，并将此舵角值传递至PLC系统；

3）所述PLC系统得到的舵角值结合由舵角反馈器读取的实际舵角值进行偏差运算；

4）驱动转舵机构按照正确的舵角转动，使无人艇沿着指定航向自主航行。

进一步地，在无人艇运行过程中，无人艇航向改变时，所述单机片处理系统会根据所述三维罗盘反馈回来的方位信号对舵角进行不断的修正，直到无人艇沿着固定航向航行为止。

进一步地，所述指定路线的控制方法包括如下步骤：

1）由无人艇操控者在地图上规划一条航线，遥控器截取所述航线上的坐标，通过无线通讯发送给无人艇单片机处理系统；