[发明专利]一种主从分布式协同装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种主从分布式协同装置及其控制方法，属于分布式协同控制技术领域，包括中控系统，所述中控系统通过数据线与中控服务器电性连接，所述中控服务器与主控无人船进行远程通讯连接，所述主控无人船分别与若干个从属无人船通讯连接。通过设计的中控系统、中控服务器、主控无人船以及从属无人船，只需要一个中控服务器和中控系统便可实现与主控无人船以及若干个从属无人船的通信，极大地提高了主控无人船与从属无人船之间的协同自主决策和执行编队协同任务的效率，并且使得整个编队具备了极强的分布式计算和处理能力，充分发挥了无人船编队的作业优势，通过对主控无人船和从属无人船任务进行分层分解管理模式，减少中控服务器的压力。

技术领域

本发明属于分布式协同控制技术领域，尤其涉及一种主从分布式协同装置及其控制方法。

背景技术

无人船具有无人且可控等特点，近几年获得了越来越广泛的关注，逐渐成为现代海洋观测技术中的一个重要发展方向，在一些未知领域或者可能存在潜在危险领域的开发探测，利用无人船可以很大程度的减少人力与危险系数，无人船不仅具有上述优点，在价格方面更是拥有无可比拟的优势，同造价昂贵的AUV等比较，几万元至十万元级别的带有定位、导航与控制功能的小型船，其性价比优势不言而喻，在海洋表面活动的无人船运动灵活、可以利用无线电技术可靠通讯、利用GPS技术准确定位，这些特点让无人船变为为一种成本廉价、易于控制与通讯和应用范围广的海洋观测平台，逐步成为海上探测平台研制和应用的热点。

无人船编队能在复杂度高的环境下执行多任务，具有不可忽视的优势，如中国专利网所公开的“基于主从分布式模型预测控制的欠驱动多无人船编队跟踪方法”(专利号：CN 109032136 A)，该专利所解决的技术问题是：以往技术均没有考虑无人船实际的控制输入约束，也没有考虑编队协同的优化性能指标，该专利通过设计的主从式无人船协同跟踪示意图、算法流程图整个无人系统按特定编队的跟踪图以及主无人船对目标的跟踪仿真图等技术方案已解决上述问题，但是该专利仍存有一些不足之处，如采用集中式体系，在中央规划点处对每架无人船进行控制，这种方法存在的问题是带来了大量的通信和计算需求，在实时和灵活性上有所欠缺，同时控制系统可能会因为无人船编队数量较多使得通信负载过大从而致使通信系统的崩溃，进而导致整个无人船编队协同执行任务的失败，因此，现阶段市场上亟需一种主从分布式协同装置及其控制方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决采用集中式体系，在中央规划点处对每架无人船进行控制，这种方法存在的问题是带来了大量的通信和计算需求，在实时和灵活性上有所欠缺，同时控制系统可能会因为无人船编队数量较多使得通信负载过大从而致使通信系统的崩溃，进而导致整个无人船编队协同执行任务失败的问题，而提出的一种主从分布式协同装置及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种主从分布式协同装置，包括中控系统，所述中控系统通过数据线与中控服务器电性连接，所述中控服务器与主控无人船进行远程通讯连接，所述主控无人船分别与若干个从属无人船通讯连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述主控无人船包括第一主控制模块，所述第一主控制模块通过主控无人船内置通讯模块与中控服务器进行远程通讯连接，所述第一主控制模块的输入端分别与第一GPS定位模块以及第一数据采集装置的输出端电性连接，所述第一主控制模块通过第一热点模块与若干个从属无人船通讯连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述从属无人船包括第二主控制模块，所述第二主控制模块与从属无人船内置通讯模块双向电性连接，所述第二主控制模块的输入端分别与第二GPS定位模块以及第二数据采集装置的输出端电性连接，所述第二主控制模块通过第二热点模块与第一热点模块形成互联。

作为上述技术方案的进一步描述：