[发明专利]面向海事救援的无人立体化协同搜救平台

权利要求书

1.一种面向海事救援的无人立体化协同搜救平台，其特征在于，包括：智能船舶模块、无人机模块及水下潜器模块；

所述无人机模块，用于携带救援物资飞行，通过EPIRB和SART示位信息的指引率先抵达海事事故地点，自动取/放动作由机械臂完成一定重量的抓取，并在海事事故地点的上方空域自动释放救援物资，其中，所述救援物资包括多功能示位救生圈；

所述智能船舶模块及所述水下潜器模块能够借助所述多功能示位救生圈发射的红外信号进行跟踪，不断调整方向，并保持所述智能船舶模块及所述水下潜器模块的同步，从而自动的向所述多功能示位救生圈发射的红外信号源靠近，直至到达事故地点附近；

所述智能船舶模块，还用于根据所述水下潜器探测的水下信息，实时分析海况环境，进而通过反馈信息启动驱动指令以驱动差速喷水推进系统和抗倾覆浮箱系统，达到适应当时海况的效果。

2.根据权利要求1所述的无人立体化协同搜救平台，其特征在于，所述水下潜器模块安装有低频无线电波接收装置，通过岸上控制台，首先借用所述智能船舶模块为媒介，将低频无线电信号传输给所述水下潜器模块，然后由所述水下潜器模块根据所述岸上控制台发送的指令进行位置的变化与动作的完成。

3.根据权利要求1或2所述的无人立体化协同搜救平台，其特征在于，所述水下潜器模块作为所述智能船舶模块的搭载机时，所述水下潜器模块采用电磁固定于所述智能船舶模块底盘；所述水下潜器模块作为所述智能船舶模块的探测机时，根据所述岸上控制台发送的释放指令关闭电磁固定使所述水下潜器模块脱离所述智能船舶模块，进而通过所述岸上控制台控制所述水下潜器模块的运动，执行水下探测和打捞任务。

4.根据权利要求3所述的无人立体化协同搜救平台，其特征在于，所述水下潜器模块安装有水下探测模块和信标投放模块，其中，所述水下探测模块包括水下摄像模块和红外传感器；

所述水下摄像模块利用低照度高清摄像头，搭配所述水下潜器模块两侧内置的可调白光LED灯，进行补光和照明，多角度全方位无死角拍摄视频，将水下具体的情况实时的传递给所述岸上控制台；

所述信标投放模块，用于向所述岸上控制台发送的打捞目标位置投放信标；

所述红外传感器，用于搜索和探测目标。

5.根据权利要求2所述的无人立体化协同搜救平台，其特征在于，所述水下潜器模块接收来自所述岸上控制台传达的所述智能船舶模块及所述无人机模块的信号来调整航线，并及时反馈信息给所述智能船舶模块以规避水中存在的危险。

6.根据权利要求5所述的无人立体化协同搜救平台，其特征在于，所述水下潜器模块应用遗传算法的寻优能力来对PID控制器的比例、积分和微分三个控制参数进行寻优，以遗传算法为主程序来对比例、积分和微分三个控制参数寻优，将每代的寻优结果带入PID控制子程序中计算适应度值，并将适应度值返回主程序作为优化算子的寻优依据，最终输出最后一代的比例、积分和微分三个控制参数作为寻优结果。

7.根据权利要求6所述的无人立体化协同搜救平台，其特征在于，所述水下潜器模块，用于确定PID控制器的比例、积分和微分三个参数及其各自的范围和编码长度，进行编码；按照初始种群的均匀产生原则选取产生3个个体构成初始种群，3个个体分别代表PID控制器的比例、积分和微分参数；对初始种群中的各个体解码，获取各个个体对应的适应度函数值；根据各个体的适应度函数值，应用复制、交叉和变异算子对初始种群进行操作，产生下一代种群；将下一代种群作为初始种群，继续寻找各个体的适应度函数值，直至满足优化准则，并应用此时种群中适应度数值最高的个体作为PID控制器的参数对AUV进行运动控制。

8.根据权利要求7所述的无人立体化协同搜救平台，其特征在于，采用作为参数选取的性能指标，其中，e(t)为系统误差，u(t)为航向控制器的输出，t_u为上升时间，w₁、w₂及w₃为权值。