[发明专利]一种水陆空多栖侦查的监测系统

说明书

本发明涉及无人监测技术领域，尤其涉及一种水陆空多栖侦查的监测系统，所述监测系统包括：主控模块、地面行走模块、空中飞行模块、水面航行模块、内部感知模块、外部感知模块和电源模块。本发明提出了一种具备多场景监测能力的监测系统，所述监测系统可实现水陆空三栖，并根据不同场景使用不同的传感数据进行速度、角度、避障等行动的路径规划和轨迹优化，从而减少复杂环境对于监测系统的影响程度。

技术领域

本发明涉及无人监测技术领域，尤其涉及一种水陆空多栖侦查的监测系统。

背景技术

为了深入到复杂、危险、不确定的灾害现场，探测未知环境信息，无人监测技术被广泛地使用。现有的无人监测系统往往需要复杂的前端硬件和后端数据分析技术支持，并且大多数监测硬件和系统都只能针对较为单一类型的目标监测，例如图像采集、物质采集等，使得无人监测技术的覆盖面不够全面。对于不同地点的监测场景下，对监测系统的硬件要求也会有所不同，例如，空中的数据采集需要能够飞行的设备，而水下的数据采集需要具备防水功能的设备，而这些场景对于设备的信号接收能力也会有所不同。目前，市场上仍未出现具有多种场景监测能力的系统，在该领域下的无人监测系统仍具有很大的发展空间。

发明内容

本发明提供一种水陆空多栖侦查的监测系统，旨在解决现有技术中的监测系统不适应多种场景的问题。

具体的，本发明实施例提供一种水陆空多栖侦查的监测系统，所述监测系统包括：

主控模块，用于与用户端实现通信，并基于用户端控制信号控制所述监测系统的运动模式，所述运动模式包括地面行走模式、空中飞行模式和水面航行模式，并按照不同的所述运动模式，根据行走控制算法输出行走控制信号、或根据飞行控制算法输出飞行控制信号、或根据路径规划算法输出航行控制信号；

地面行走模块，用于根据所述行走控制信号驱动关节舵机或关节电机；

空中飞行模块，用于根据所述飞行控制信号驱动旋翼电机；

水面航行模块，用于根据所述航行控制信号驱动涡轮电机；

内部感知模块，用于获取内部感知传感器采集的内部感知信号，并反馈给所述主控模块；

外部感知模块，用于获取外部感知传感器采集的外部感知信号，并反馈给所述主控模块；

电源模块，用于为所述主控模块、所述地面行走模块、所述空中飞行模块、所述水面航行模块、所述内部感知模块、所述外部感知模块进行供电和系统安全防护。

更进一步地，所述行走控制算法具体为：

基于串级PID算法，将所述外部感知信号作为外环控制，将所述主控模块收到的用户端控制信号作为内环控制，通过线性映射转换生成PWM波，即所述行走控制信号，其中，所述外环控制为方向控制，所述内环控制为速度控制。

更进一步地，所述飞行控制算法具体为：

基于串级PID算法，将所述外部感知信号作为外环控制，将所述主控模块收到的用户端控制信号作为内环控制，通过双重运算生成多路的PWM波，即所述飞行控制信号，其中，所述外环控制为姿态角控制，所述内环控制为角速度控制。

更进一步地，所述路径规划算法具体为：

根据所述外部感知信号获取系统定位和目标定位，并基于快速行进法获取所述系统定位到所述目标定位的最优路径，并根据所述最优路径生成所述航行控制信号。

更进一步地，所述内部感知传感器包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力计传感器、惯性传感器和气压传感器。

更进一步地，所述外部感知传感器包括超声波传感器、激光雷达传感器、毫米波雷达、温湿度传感器、气体传感器、氧溶度传感器、人体检测传感器、视觉传感器和定位传感器。