[发明专利]一种水面无人船舰操作系统及设计方法在审
| 申请号： | 201910842168.X | 申请日： | 2019-09-06 |
| 公开（公告）号： | CN110597495A | 公开（公告）日： | 2019-12-20 |
| 发明（设计）人： | 敖邦乾;杨莎;曲祥君;曾令娟;邹江;令狐金卿 | 申请（专利权）人： | 遵义师范学院 |
| 主分类号： | G06F8/20 | 分类号： | G06F8/20;G06F8/38;G06F8/61;G06F13/38;G01C17/00;G01S13/93;G01S19/42 |
| 代理公司： | 52102 遵义市冈鸿专利代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 陈源鸿 |
| 地址： | 563000 *** | 国省代码： | 贵州;52 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 控制器 数字输入输出接口 互相连接 双向通信 无人船 网口 操作系统 水面 | ||
1.一种水面无人船舰操作系统，其特征在于：它包括Raspberry Pi 3 Model B+、SD卡、CAMERA、RPLIDAR、COMPASS、ARDUINO DUE、GPS、Motor、Router 1、Router 2、Host Computer；所述Raspberry Pi 3 Model B+插入16G以上的SD卡，下载烧录Raspblian系统；所述CAMERA通过USB端口连接到Raspberry Pi 3 Model B+上；所述RPLIDAR通过USB接口以及COMPASS通过GPIO连接到Raspberry Pi 3 Model B+上；所述ARDUINO DUE控制器拥有的数字输入输出接口，连接GPS和Motor；所述Raspberry Pi 3 Model B+控制器与ARDUINO DUE控制器互相连接，同时Raspberry Pi 3 Model B+通过自己的网口与Router 1连接，Router 1与Router 2双向通信；Router 2与Host Computer相互连接；Host Computer使用MATLAB设计软件控制界面，通过Router 2接收船舰当前的CAMERA信息，PRLIDAR探测到的的周围障碍物信息，GPS定位信息,COMPASS通过设置0度方向来确认当前的航角信息。
2.根据权利要求1所述水面无人船舰操作系统，其特征在于：所述GPS采用高精度GPS，超高灵敏度，更新率1-10Hz。
3.根据权利要求1所述水面无人船舰操作系统，其特征在于：所述COMPASS采用HMC5883L。
4.根据权利要求1所述水面无人船舰操作系统，其特征在于：所述RPLIDAR为激光雷达，使用最高采样频率可达16000次/秒，激光雷达自带可调速得电机，能360度旋转。
5.根据权利要求1所述水面无人船舰操作系统，其特征在于：所述CAMERA置于船头，正对船头方向为正方向。
6.根据权利要求1所述水面无人船舰操作系统，其特征在于：所述MOTOR使用一对无刷直流电机作为前向驱动电机，置于船舰后部。
7.一种水面无人船舰操作系统设计方法，其特征在于：它包括如下步骤：
步骤一：结合电子海图，首先，使用高精度GPS定位船舰在电子地图中的位置；
步骤二：自定义设置从当前USV位置指向终点目标位置方向为零度方向，罗盘偏离角度为 ，逆时针为正 ，顺时针为负 ；
步骤三：以RPLIDAR所在位置为圆心，船头方向为0度方向，与周围物体的距离为半径，可以得到船舰周围的平面动态环境轮廓信息，并以45度为一个区域，将整个平面划分为8个区域，并设置15m为危险报警阈值；
步骤四：CAMERA可以采集到船舰前方的视频信息；
步骤五：处理器Raspberry Pi 3 Model B+将步骤二、步骤三、步骤四得到的数据通过路由器1传送给路由器2，并在上位机显示相关信息，用于实时显示当前船舰的外界环境信息，并根据这些综合数据控制船舰；
步骤六：Host Computer控制系统通过各功能按键控制舵机完成各项功能并显示当前速度，转向时使用差分法进行控制。
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