[发明专利]面向无人艇编队的智能控制系统及控制方法

摘要

本发明涉及一种面向无人艇编队的智能控制系统，它的岸基监控系统包括无人艇编队航迹显示系统、领航艇运动控制系统和跟随艇运动控制系统，跟随艇系统包括嵌入式控制系统、跟随艇导航定位系统和跟随艇运动执行系统，领航艇系统包括控制系统、领航艇导航定位系统和领航艇运动执行系统，无人艇编队航迹显示系统、领航艇运动控制系统、跟随艇运动控制系统、嵌入式控制系统、跟随艇导航定位系统、跟随艇运动执行系统、控制系统、领航艇导航定位系统和领航艇运动执行系统的数据通信端均接入无线通讯系统的通信接口。本发明可智能控制无人艇，根据领航艇的位置和艏向信息和跟随艇的位置和艏向信息，使跟随艇自主与领航艇形成设定的编队。

主权项

一种面向无人艇编队的智能控制系统，其特征在于：它包括岸基监控系统(1)、跟随艇系统(2)、领航艇系统(3)和无线通讯系统(4)，岸基监控系统(1)包括无人艇编队航迹显示系统(11)、领航艇运动控制系统(12)和跟随艇运动控制系统(13)，所述跟随艇系统(2)包括嵌入式控制系统(21)、跟随艇导航定位系统(22)和跟随艇运动执行系统(23)，所述领航艇系统(3)包括控制系统(31)、领航艇导航定位系统(32)和领航艇运动执行系统(33)，所述无人艇编队航迹显示系统(11)、领航艇运动控制系统(12)、跟随艇运动控制系统(13)、嵌入式控制系统(21)、跟随艇导航定位系统(22)、跟随艇运动执行系统(23)、控制系统(31)、领航艇导航定位系统(32)和领航艇运动执行系统(33)的数据通信端均接入无线通讯系统(4)的通信接口；所述无人艇编队航迹显示系统(11)用于接收无人艇编队中各个无人艇的位置和艏向信息，从而显示各个无人艇的运动轨迹；所述领航艇运动控制系统(12)用于给领航艇发送设定路径；所述跟随艇运动控制系统(13)具有应急遥控模式和智能跟踪模式，各个无人艇可以自主航行时，跟随艇采用智能跟踪模式，自主按预设的编队队形跟随领航艇，在无人艇编队中有一个无人艇无法自主航行时，可采用应急遥控模式，人为遥控跟随艇；所述领航艇导航定位系统(32)用于获取领航艇自身实时位置和艏向信息；控制系统(31)用于根据获取的领航艇实时位置和艏向信息，以及领航艇运动控制系统(12)输送的设定路径，通过循迹算法得到领航艇所需要的推力与转动力矩，并通过推力转速特性曲线的转换算法转化为领航艇电机的转速和舵机的转角；领航艇运动执行系统(33)按照控制系统(31)计算出转速和转角，驱动领航艇电机和舵机的运转，从而驱使领航艇沿设定路径航行；所述跟随艇导航定位系统(22)用于获取当前跟随艇自身实时位置和艏向信息；所述嵌入式控制系统(21)用于根据获取的当前跟随艇的实时位置和艏向信息，采用智能跟踪模式按设定的跟随编队队形生成领航艇跟踪控制指令，对领航艇跟踪控制指令通过循迹算法得到当前跟随艇所需要的推力与转动力矩，并通过推力转速特性曲线的转换算法转化为当前跟随艇电机的转速和舵机的转角；所述跟随艇运动执行系统(23)按照嵌入式控制系统(21)计算出转速和转角，驱动当前跟随艇的电机和舵机的运转，从而驱使跟随艇运动，形成设定的编队形式。