[发明专利]一种工作模式可变的无人艇编队控制系统和控制方法

说明书

本发明属于无人艇应用技术领域，具体涉及一种工作模式可变的无人艇编队控制系统和控制方法，包括无人艇编队和与无人艇编队无线连接的地面基站；无人艇编队多个无人艇；每个无人艇上均设有中央控制器和与中央控制器相连接的供电模块、数据采集模块和通信模块；供电模块还与数据采集模块和通信模块相连接；数据采集模块采集艇体的位置及艏向信号、雷达探测信号、视频信号和声呐探测信号，并传输至中央控制器，中央控制器将信号处理后经通信模块传输至地面基站，地面基站接收信号并对信号进行处理后，对无人艇编队的工作模式进行调整。与传统的海上巡逻技术相比，提高了巡逻安全性，并且，在海上巡逻的同时实现对驱逐目标的驱逐。

技术领域

本发明属于无人艇应用技术领域，具体涉及一种工作模式可变的无人艇编队控制系统和控制方法。

背景技术

海上巡逻是海上警戒的方式之一，指海军兵力在指定海域或在距被护卫目标一定范围内进行的有计划的巡查活动，对保障海军兵力安全和战斗胜利具有重要作用。海上巡逻的任务是及早发现接近或进抵报知线的敌方兵力和可疑目标，引导支援兵力适时展开并投入战斗，消灭或阻滞侵入警戒海区的敌方兵力。现代的海上巡逻由海军航空兵、水面舰艇、潜艇三兵种分别实施或协同实施，根据任务要求对警戒海域进行不间断的观察，并在发现敌情后启用应援兵力。这种巡逻方式成本高、人员代价大，而且在单兵作战时无法对突发敌情做出快速反应，因此需要一套低成本、高效率、可对敌方目标进行驱逐的系统来开展海上巡逻工作。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种工作模式可变的无人艇编队控制系统和控制方法，以提高海上巡逻效率。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：一种工作模式可变的无人艇编队控制系统，包括无人艇编队和与无人艇编队无线连接的地面基站；无人艇编队包括类型和参数均相同的多个无人艇；每个无人艇上均设有中央控制器和与中央控制器相连接的供电模块、数据采集模块和通信模块；供电模块还与数据采集模块和通信模块相连接；数据采集模块包括定位系统、雷达、摄像头和声呐，定位系统包括惯性导航系统和GPS接收机；数据采集模块采集艇体的位置及艏向信号、雷达探测信号、视频信号和声呐探测信号，并传输至中央控制器，中央控制器将信号处理后经通信模块传输至地面基站，地面基站接收信号并对信号进行处理后，对无人艇编队的工作模式进行调整；利用无人艇的数学模型将无人艇由编队控制转换为无人艇的路径循迹控制，当无人艇处于驱逐模式时，利用各个无人艇中央控制器中的编队控制算法，以驱逐目标为领导者，以各个无人艇为追随者，为各个无人艇进行路径循迹规划，形成编队队形对驱逐目标进行合围；地面基站包括远程操作平台和与远程操作平台相连接的岸基通信模块；无人艇上的通信模块和岸基通信模块之间存在双向信号传输。

进一步地，供电模块包括蓄电池与蓄电池相连接的太阳能电池板；还包括与蓄电池相连接的稳压模块，蓄电池通过稳压模块后与数据采集模块、中央控制器和通信模块相连接。

利用上述的无人艇编队控制系统进行无人艇编队控制的方法，包括以下步骤：(1)将无人艇编队中的无人艇航行至指定海域进行巡逻；(2)将无人艇编队的巡逻模式改变为驱逐模式，并对驱逐目标进行合围；(3)将无人艇编队的驱逐模式改变为巡逻模式，进行海上巡逻。

进一步地，步骤(1)将无人艇编队中的无人艇航行至指定海域进行巡逻的具体过程为：

1)远程操作平台为无人艇编队中的各无人艇划定各自的巡逻区域，并通过岸基通信模块将划定的巡逻区域信号发送至各无人艇；

2)各无人艇的通信模块接收巡逻区域信号并发送至无人艇上的中央控制器，中央控制器接收巡逻区域信号，并接收由数据采集模块采集到的无人艇的位置信号和艏向信号，中央处理器对巡逻区域信号、无人艇的位置信号和艏向信号进行综合处理后，对无人艇进行路径规划，使无人艇按照规划路径进行循迹以抵达巡逻区域进行海上巡逻；

3)在巡逻模式下，无人艇通过雷达检测障碍物信息，利用摄像头检测水面信息实现水面巡逻、利用声呐检测水下信息实现防潜巡逻；