[实用新型]基于虚拟队形的分布式锚泊车放飞系统

说明书

提供一种基于虚拟队形的分布式锚泊车放飞系统，本实用新型中的编队锚泊车组采用虚拟队形结合精确逼近的原理对编队中各锚泊车进行即时位置控制，使编队锚泊车组中的各锚泊车自行微调自身的实际位置与虚拟位置并趋向重合，保证编队中各锚泊车在行进时保持精确地阵列形状，能够满足大型飞艇的分布式锚泊车放飞和其它特殊运动的要求，提高锚泊车阵列放飞飞艇的成功率，避免超大型放飞车带来的制造和使用不便等问题。

技术领域

本实用新型属于临近空间浮空器技术领域，具体涉及一种基于虚拟队形的分布式锚泊车放飞系统。

背景技术

临近空间空气十分稀薄，同等载荷能力的浮空器要比对流层浮空器的体积大得多，过去在浮空器体积还不是十分大的情况下，一般多采用多辆锚泊车组成的编队阵列进行同步操作，由各锚泊车的驾驶员按照总指挥的统一调度和指挥，分别驾驶锚泊车行进。由于在行进过程中需要保持编队阵列的形状，要求锚泊车驾驶员必须在行进中兼顾前后左右的距离，导致发放工作十分的复杂并具有很高的风险。后来随着浮空器体积的增大，改用了专用超大型放飞车，如专利号为CN107697263A、名称为一种大型飞艇转运放飞平台的专利公开的技术方案，就是将众多的系留模块全部安装在同一辆超大型的放飞车上，同步牵引浮空器进行放飞，使放飞的成功率大幅提高。但是专用超大型放飞车车体巨大，需要铺设超宽专用道路的大型放飞场。另外也有像CN1063398C这样的采用轨道运行的飞艇放飞系统，这种轨道式放飞受铁轨限制无法横移，浮空器在转移前必须安放在轨道式放飞车的轴线上，其安装以及制作都需要很高的成本。随着临近空间浮空器的进一步发展，采用专用超大型放飞车已经难以满足浮空器的放飞需求，迫切需要研发一种机动灵活、可靠性高的飞艇放飞技术。因此有必要提出改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种基于虚拟队形控制的分布式锚泊车放飞系统，本实用新型中的编队锚泊车组采用虚拟队形结合精确逼近的原理对编队各锚泊车进行即时位置控制，保证编队中各锚泊车在行进时保持精确的阵列形状，能够满足大型飞艇的分布式锚泊车放飞和其它特殊运动的要求，提高锚泊车阵列放飞飞艇的成功率，避免超大型放飞车带来的制造和使用不便等问题。

本实用新型采用的技术方案：基于虚拟队形的分布式锚泊车放飞系统，包括由多辆锚泊车组成的编队锚泊车组，共同完成牵引浮空器进行水平移动和放飞，所述编队锚泊车组中的每辆锚泊车上均安装有自动驾驶模块、无线网络通讯模块和定位模块，所述编队锚泊车组中其中一辆锚泊车为领队车，所述领队车的自动驾驶模块CPU按照预先规定的阵列间隔和外部控制中心发出的指令生成一个虚拟的、可运动的虚拟阵形图；所述领队车的自动驾驶模块CPU通过无线网络收集编队中每辆锚泊车的实时定位信息、计算各锚泊车的实际位置与其在虚拟阵形图中位置的偏差、并将偏差值发送给编队内的所有对应锚泊车；各所述锚泊车的自动驾驶模块CPU按照领队车的自动驾驶模块CPU发来虚拟阵形图各自对应的运动速度行进，并用位置偏差值微调自身车速和方向且使自身的实际位置与虚拟位置趋向重合。

其中，每辆所述锚泊车上除了包含自动驾驶模块、无线网络通讯模块和定位模块外，还包含电源系统、行进系统、控制系统和系留模块，所述电源系统采用一套蓄电池；所述行进系统包含行进电机、行进电机控制器、转向电机、转向电机控制器、制动装置；所述系留模块包括一个具有测长、测张力和系留绳同步切割装置的卷扬机系统，所述卷扬机系统包含电机控制器、电机、减速机、绳筒和排绳机构，除此之外最前方的锚泊车上还安装有系留塔和飞艇鼻锥的锁紧及释放装置；所述控制系统包含运动、定位和收放绳控制装置，所述控制系统按照锚泊车的自动驾驶模块的指令使锚泊车自动完成前进、后退、转弯、横移和原地旋转；所述每辆锚泊车的控制系统根据领队车发来的实际位置与其在虚拟阵形图中位置的偏差而自动调整行进方向和行进速度且使其实际位置与虚拟位置趋向重合；所述每辆锚泊车的控制系统根据领队车发来的系留绳收放指令控制车载的卷扬机对系留绳的收放并将测得的系留绳张力和绳长绳速信息发送至领队车的自动驾驶模块CPU。