[发明专利]一种内河自主导航应急无人船及其使用方法

说明书

一种内河自主导航应急无人船，包括设置在船体上的下位机与设置在岸上的上位机，其中，下位机包括单片机及与其进行信号连接的GPRS模块、传感器模块、机械控制模块，所述单片机依次经GPRS模块、移动公网与上位机进行信号连接，所述传感器模块包括超声波模块、温湿度模块与红外线模块，所述机械控制模块包括电动机模块、抽水机模块、舵叶模块与舵机模块，所述上位机包括上位机系统与上位机人机交互界面，该上位机人机交互界面包括采集信息显示区、控制信息显示区与网络连接状态显示区。本设计不仅智能化程度较高，而且能够实现最优路径规划、自主导航、智能避碰功能。

技术领域

本发明涉及一种无人船，属于无人船和水上事故应急领域，尤其涉及一种内河自主导航应急无人船及其使用方法，具体适用于提高无人船的智能化程度，以实现最优路径规划、自主导航和智能避碰功能。

背景技术

随着我国经济的不断发展，内河航运事业越来越受到国家的重视。但是，在水上事业的发展过程中，水上事故的发生是不可避免的，而在水上事故救助过程中，很多时候都伴随着大风、强降雨等恶劣天气的影响，救助难度较大。同时，随着航运业多元化发展，危险品船舶的数量越来越多，一旦此类船舶发生水上事故，便更加提高了救助人员在抢救过程中的危险系数，增加了救助难度。为此，急需开发无人船进行救助，不仅能够提高救助效率，而且能保证救助人员的安全性。

但现有无人船的智能化程度较低，自主导航能力较弱，无法提供有效的救助帮助，而且欠缺最优路径规划、智能避碰等功能，降低了救助效果。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的智能化程度较低的缺陷与问题，提供一种智能化程度较高的内河自主导航应急无人船及其使用方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种内河自主导航应急无人船，包括设置在船体上的下位机与设置在岸上的上位机；

所述下位机包括单片机及与其进行信号连接的GPRS模块、传感器模块、机械控制模块，所述单片机依次经GPRS模块、移动公网与上位机进行信号连接，所述传感器模块包括超声波模块、温湿度模块与红外线模块，所述机械控制模块包括电动机模块、抽水机模块、舵叶模块与舵机模块；

所述上位机包括上位机系统与上位机人机交互界面，该上位机人机交互界面包括采集信息显示区、控制信息显示区与网络连接状态显示区。

所述单片机为STM32单片机。

所述采集信息显示区包括温度显示区、湿度显示区、红外线探测区与超声波探测区；

所述控制信息显示区包括速度控制显示区、航向控制显示区、抽水机控制显示区与电动机控制显示区。

所述下位机还包括与单片机进行信号连接的船上GPS模块；

所述上位机包括还包括差分GPS模块，该差分GPS模块与船上GPS模块、岸上GPS模块进行信号连接；

所述上位机人机交互界面还包括经纬度显示区，该经纬度显示区的显示模式包括卫星视图显示模式、行政视图显示模式、电子海图显示模式。

所述超声波模块与超声波测距仪、激光扫描仪进行信号连接。

一种上述内河自主导航应急无人船的使用方法，包括自主导航工艺；

所述自主导航工艺是指：先通过差分GPS模块、船上GPS模块、岸上GPS模块得知船体的经纬度，再根据相邻时刻的经纬度变化求解船体的航速和航向，然后将求解所得的航向与期望的航向进行比较，并考虑船体系数及船体所处环境，以确定转舵的方向和舵角大小，该种舵角的调整在船体不断航行的过程中持续进行，从而进行自主导航。