[发明专利]一种无人艇底层控制装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种无人艇底层控制装置及其控制方法，包括硬件控制模块和软件控制程序。所述硬件控制模块包括控制板和对外接口，所述控制板包括PLC控制模块、信号隔离器、隔离电源模块、直流电机驱动器、继电器组、端子。所述软件控制程序，利用PLC编程，支持远程遥控、自动控制、现场人工控制三种控制模式，通过对报文命令的解析和手动控制信息采集，根据控制模式输出油门和转舵控制信号。所述无人艇底层控制装置可以支持多类无人艇控制系统的设计与集成，实现无人艇控制系统低成本、高可靠的模块化设计与制造。

技术领域

本发明涉及无人艇控制技术领域，具体涉及一种无人艇底层控制装置及其控制方法。

背景技术

无人艇是一种无人操作的小型水面船只，主要用于执行危险以及不适于有人船只执行的任务。无人艇技术的研发与应用，伴随着计算机技术、通信技术、自动控制技术、动力与能源技术、材料技术、人工智能技术的日益发展，其应用领域不断拓展，并呈现出综合化发展态势。

无人艇在海洋气象水文调查、海洋环境监测、海底测绘、海上搜救、应急事故处理、扫海，以及江河湖的水上作业与试验等领域应用越来越广泛。特别是其突出的军事应用价值，由于采用了无人化设计，战时将不存在人员伤亡危险，在敌方防守严密、气象水文条件复杂、生化辐射等高危环境下，可以执行火力打击、水下破障、抵近侦察巡逻、装备物资运输及应急救援等任务，在海上作战和侦查领域具有巨大潜力，集群化应用需求也日益增长。无人艇技术和产业化发展势头迅猛。

当前无人艇应用技术研究日新月异，但其产业化征途上尚缺少型谱化、模块化设计，各配套系统应研究厂家和用户需求而不同，特别是其智能化控制关键装置还缺少通用、定型产品，给推动装备维护和产业化带来了困难。

由于无人艇底层控制系统主要用于其发动机启动、油门控制、转舵控制及信息反馈，其接口产品多为定型产品，控制指令多为逻辑指令，复杂的计算与规划可以通过航路规划计算机远程完成。因此设计一种通用的无人艇底层控制装置技术上可行。

发明内容

有鉴于此，本发明根据多厂所、多类无人艇研制现状，总结提炼出底层控制系统通用接口需求和功能需求，提供了一种无人艇底层控制装置及其控制方法，能有效解决上述现有技术问题。

本发明设计的一种无人艇底层控制装置，包括硬件控制模块和软件控制程序，所述硬件控制模块包括控制板和对外接口，所述控制板包括PLC控制模块、信号隔离器、隔离电源模块、直流电机驱动器、继电器组、端子，所述PLC控制模块通过所述端子接收外部倒斗传感器、转舵传感器和发动机信号，输出发动机上电/启动或下电/熄火信号，给倒斗传感器、转舵传感器供电，通过所述信号隔离器和所述端子对外输出油门控制信号，通过所述直流电机驱动器分别输出倒斗电机控制信号和转舵电机控制信号，所述信号隔离器通过所述隔离电源模块进行信号输出，遥控手柄信号通过所述端子和所述继电器组输入所述PLC模块；所述软件控制程序，包括按照软件执行顺序依次设置的初始化模块、控制模式判断和上电模块、油门转舵控制模块、结束控制模块，安装运行于所述PLC控制模块；所述软件控制程序将自动控制模式和远程遥控模式统一为远程模式，软件通过报文加以识别，除默认报文定义外，用户可以自定义远程遥控和自动控制报文。

进一步的，所述软件控制程序利用PLC编程，支持远程遥控、自动控制、现场人工控制三种控制模式，通过对报文命令的解析和手动控制信息、倒斗传感器信息、转舵传感器信息的采集和处理，根据控制模式输出油门、正倒车和转舵控制信号。

进一步的，所述软件控制程序，对于控制模式判断和上电模块，远程模式状态下，当输入为自动控制系统产生的报文信息时，即为自动控制模式，自动控制系统可为本地、可为远程。

进一步的，所述软件控制程序，对于控制模式判断和上电模块，远程模式状态下，当输入为远端操作手通过无线传输产生的报文信息时，即为远程遥控模式。

进一步的，所述软件控制程序，对于控制模式判断和上电模块，人工模式状态下，输入为人工现场操作信息，即为现场人工控制模式。