[发明专利]一种海上无人系统用水面遥控回航控制方法

说明书

本发明涉及一种海上无人系统水面遥控回航控制方法，包括以下步骤：岸基、母船或其他无人系统利用铱星模块或无线电将新的任务命令信息发送给海上无人系统，海上无人系统搭载的铱星模块或无线电接收到命令信息后，解析并更新任务内容，然后将新的任务分解成具有可操作性的具体行为并按顺序执行。从而实现基于铱星短信或无线电的在线任务重规划，达到了海上无人系统以在线重规划任务的技术需求，为海上无人系统的可靠性、安全性、灵活性提供了技术保证。

技术领域

本发明属于水下机器人控制技术领域，更具体的说是一种海上无人系统水面遥控回航控制方法。

背景技术

海上无人系统由于海面上风、浪、涌、流等的不断变化，母船难以靠近海上无人系统进行回收作业，使得海上无人系统的高精度控制非常困难，因此海上无人系统的水面回航控制技术研究具有实际意义和应用价值。

随着海上无人系统应用的不断增加和外场试验次数的不断增多，水面回收方便快捷省时省力地回收成为必须要考虑的重要技术问题。以往当海上无人系统作业结束后会以正浮力状态漂浮于水面上，等待母船机动航行到其附近，且母船必须处于逆风逆流处，以防止母船与海上无人系统发生碰撞；当海况不佳，浪涌过大时，母船很难保持好位置和姿态，这时，海上无人系统若具备水面回航功能，就能通过自主航行或者人工遥操作回航至离母船回收较佳位置，同时也使海上无人系统与母船之间保持安全距离，方便母船进行海上无人系统的回收操作。

因此，研究简单实用的海上无人系统水面遥控回航控制策略，解决海上无人系统水面回航问题，提高海上无人系统的自主回航能力，是目前海上无人系统水面遥操作中一个重点需要解决的实际问题。

发明内容

基于上述背景，本发明针对现有海上无人系统回收时大多需要母船机动靠近的不足，提出了一种海上无人系统用水面遥控回航控制策略，可以实现海上无人系统快捷地回航至母船附近，且能在海况不佳时通过遥操作使海上无人系统与母船之间保持安全距离，方便母船进行海上无人系统的回收操作，有助于提高海上无人系统的整体作业效率。

本发明解决其问题所采用的技术方案如下：一种海上无人系统水面遥控回航控制方法，包括：海上无人系统与母船或岸基站控制台进行通讯，根据其与母船或岸基站遥控台的距离、海况情况解析并更新回航任务指令：分别采用自主控制、半自主控制和手动控制的步骤实现向母船的回航。

所述海上无人系统与母船或岸基站控制台进行通讯是通过铱星或无线电实现的。

所述分别采用自主控制、半自主控制和手动控制的步骤实现向母船的回航是根据海上无人系统与母船的距离来划分的：当海上无人系统与母船的距离为超视距时采用自主控制的步骤；当海上无人系统与母船的距离为视距时采用半自主控制或手动控制的步骤。

所述采用自主控制的步骤包括：

根据给定目标点位置，实时检测海上无人系统的实际位置是否到达目标点位置形成闭环控制；

根据给定航迹，实时检测海上无人系统的实际航迹按照预设航迹航行形成闭环控制；

根据给定航速和航向，实时检测海上无人系统的实际航速和航向是否达到预设值形成闭环控制。

所述根据给定目标点位置，实时检测海上无人系统的实际位置是否到达目标点位置形成闭环控制，包括：

给定目标航速和目标位置，海上无人系统通过其搭载的导航传感器实时采集自身位置，根据自身位置和目标位置计算目标航向角并输出给舵机，控制其搭载的姿态传感器实时检测自身航向角，通过航向控制器调整自身航向角与目标航向角的误差、计算舵机角度值，从而控制海上无人系统向母船回航。

所述根据给定航迹，实时检测海上无人系统的实际航迹按照预设航迹航行形成闭环控制，包括：