[发明专利]水下蓝光通信装置及系统、水下移动目标跟踪方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及水下无线通信技术领域，特别涉及一种水下蓝光通信装置及系统、水下移动目标跟踪方法。

背景技术

水下移动目标包括自治潜器、遥控潜器、载人潜器等，在水下移动目标执行水下运动遥控、海底监测大数据回收等任务时，需要与水下接驳站、海底固定式观测站等水下通信装置进行水下无线通信。

现有技术中，为了满足水下移动目标实时运动遥控、大容量数据传输等应用的要求，采用水下蓝光通信装置进行水下通信，水下蓝光通信装置利用的蓝光的波长为450nm，在水中的吸收率最小，通信速度能够达到百兆级别。水下蓝光通信系统中包括设置在通信装置上的蓝光发射LED(发光二极管，Light Emitting Diode)、蓝光接收阵、信号处理设备，在进行水下无线通信时，蓝光发射LED发射经过调制的蓝光光束，蓝光接收阵感应蓝光信号，信号处理设备对蓝光信号进行解调、放大等处理。

然而，由于蓝光发射LED发射蓝光光束时存在通讯视场角，即蓝光光束的夹角，通讯视场角一般小于30°，较小的通讯视场角导致水下蓝光通信装置存在较大的通讯盲区，如果水下移动目标不在水下蓝光通信装置的蓝光光束的照射范围内，水下移动目标的蓝光接收阵就无法感应到蓝光信号，也就无法进行水下无线通信。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种水下蓝光通信装置及系统、水下移动目标跟踪方法。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种水下蓝光通信装置，该装置至少包括安装基座、安装支架、蓝光发射LED、超短基线定位USBL换能器、转台、驱动轮、减速器、滑环、水下电机、控制舱；

所述蓝光发射LED固定在所述转台上，所述蓝光发射LED用于发射蓝光光束；

所述转台与所述滑环固定；

所述驱动轮通过同步带与所述转台连接，所述驱动轮连接减速器的输出轴，所述水下电机的输出轴连接所述减速器，所述水下电机与所述控制舱连接；

所述减速器、所述水下电机和所述滑环分别固定在所述安装基座的上方，所述USBL换能器和所述控制舱分别固定在所述安装基座的下方；

所述USBL换能器用于发送询问信号、接收USBL信标发送的应答信号。

可选的，该装置还包括安装支架，所述安装支架固定在所述安装基座的下方；

所述转台与所述滑环的转子法兰固定，所述转台绕所述滑环的转子轴线旋转；

所述滑环内设置有转角传感器，所述转角传感器用于检测所述蓝光光束的射向角，所述射向角为所述蓝光光束的轴线与所述水下蓝光通信装置的中轴之间的夹角。

第二方面，提供了一种水下蓝光通信系统，该系统包括如第一方面所示的水下蓝光通信装置和水下移动目标，水下移动目标至少包括蓝光接收阵、USBL信标。

第三方面，提供了一种水下移动目标跟踪方法，应用于如第一方面所示的水下蓝光通信装置中，该方法包括：

通过所述USBL换能器发送询问信号；

通过所述USBL换能器接收所述应答信号，所述应答信号是水下移动目标上的USBL信标发送的；

通过所述USBL换能器根据所述应答信号确定所述水下移动目标相对于所述水下蓝光通信装置的方位角；

获取所述蓝光光束的射向角，所述射向角为所述蓝光光束的轴线与所述水下蓝光通信装置的中轴之间的夹角；

根据所述方位角和所述射向角之间的差值调整所述转台的旋转角度，令所述射向角与所述方位角满足预定条件。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

该水下蓝光通信装置至少包括安装基座、安装支架、蓝光发射LED、超短基线定位USBL换能器、转台、驱动轮、减速器、滑环、水下电机、控制舱；蓝光发射LED固定在转台上，蓝光发射LED用于发射蓝光光束；转台与滑环固定；驱动轮通过同步带与转台连接，驱动轮连接减速器的输出轴，水下电机的输出轴连接减速器，水下电机与控制舱连接；减速器、水下电机和滑环分别固定在安装基座的上方，USBL换能器和控制舱分别固定在安装基座的下方；USBL换能器用于发送询问信号、接收USBL信标发送的应答信号；解决了蓝光光束的通讯视场角较小，水下移动目标不在蓝光光束的通讯视场角范围内时水下蓝光通信失败的问题；达到了保证水下蓝光通信装置与水下移动目标之间的通信不间断的效果。

附图说明