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CN107436600A - 一种无人船多航点返航控制系统 - Google Patents

一种无人船多航点返航控制系统 Download PDF

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CN107436600A
CN107436600A CN201710059629.7A CN201710059629A CN107436600A CN 107436600 A CN107436600 A CN 107436600A CN 201710059629 A CN201710059629 A CN 201710059629A CN 107436600 A CN107436600 A CN 107436600A
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CN
China
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return voyage
unmanned boat
make
control unit
ship
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Pending
Application number
CN201710059629.7A
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English (en)
Inventor
王家猴
邓卓明
叶刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANHUI COWIS INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
ANHUI COWIS INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无人船多航点返航控制系统，包括地面控制端、GPS模块、船控单元和多倍通无线通信模块，地面控制端，负责无人船返航指令的发出以及无人船返航点位置的设定，并将设定的返航点位置信息发送至所述的船控单元；所述GPS模块，负责实时获取无人船的航行位置信息，并将当前航行的位置信息发送至所述的船控单元；所述船控单元，安装在无人船上，负责接收地面控制端返航点位置信息以及GPS采集的无人船实时航行位置信息；船控单元根据接收的返航点位置信息和GPS采集的当前航行位置信息得出最近返航点，并控制无人船从最近返航点开始按照返航点编号开始返航；本发明实现了无人船的多航点返航，确保了无人船以及船载设备的安全。

Description

一种无人船多航点返航控制系统
技术领域
本发明属于无人船技术领域，具体涉及一种无人船多航点返航控制系统。
背景技术
目前，国内无人船可以通过GPS实现失联返航、遥控自主返航等单航点返航功能。可以保证无人船在不受遥控器或陆地地面站控制的情况下，能够直线航行回到岸边。但是因为河流和湖泊的水上环境复杂，无人船在直线返航的过程中，可能会撞上暗礁、湖中小岛和弯曲的河岸等，容易造成船只以及船载设备的损坏和浸水，因此现有无人船的直线返航很难适应错综复杂的水上环境，给无人船的使用带来了不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种无人船多航点返航控制系统，具体是通过以下技术方案实现的：
一种无人船多航点返航控制系统，包括地面控制端、GPS模块、船控单元和多倍通无线通信模块；
所述地面控制端，设置在陆地，负责无人船返航指令的发出以及无人船返航点位置的设定，并将设定的返航点位置信息发送至所述的船控单元；
所述GPS模块，设在无人船上，负责实时获取无人船的航行位置信息，并将当前航行的位置信息发送至所述的船控单元；
所述船控单元，安装在无人船上，负责接收地面控制端返航点位置信息以及GPS采集的无人船实时航行位置信息；船控单元根据接收的返航点位置信息和GPS采集的当前航行位置信息得出最近返航点，并控制无人船从最近返航点开始按照返航点编号开始返航；
所述多倍通无线通信模块，负责地面控制端与船控单元之间信息的无线传输。
优选的，所述地面控制端包括PC机、遥控器，PC机负责无人船返航点的设定以及无人船返航指令的发出，遥控器由用户手持操作，遥控器负责手动发出无人船返航指令至船控单元。
优选的，所述地面控制端按照先后添加返航点的顺序依次对返航点进行编号。
优选的，所述船控单元内设有MCU内部存储器，存储器负责船控单元接收地面控制端的返航点信息的存储。
优选的，所述地面控制端与船控单元之间的信息传输通过Mavlink协议进行加密。
本发明的有益技术效果：
本发明设计了一种无人船多航点返航控制系统，设计了无人船的多航点返航功能，用户可以根据水上环境自己规划安全的返航路径，摆脱了现有无人船单点返航的模式，使无人船在失联返航和遥控返航的过程中能够有效避开河流以及湖泊的危险复杂地段，且船只在返航时，能自主寻找最近的返航点实现返航，确保了无人船以及船载设备的安全。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的连接示意图。
图2为本发明的工作的流程图。
具体实施方式
参见图1，一种无人船多航点返航控制系统，包括地面控制端、GPS模块、船控单元和多倍通无线通信模块；
所述地面控制端，设置在陆地，负责无人船返航指令的发出以及无人船返航点位置的设定，并将设定的返航点位置信息发送至所述的船控单元；所述地面控制端包括PC机、遥控器，PC机负责无人船返航点的设定以及无人船返航指令的发出，遥控器由用户手持操作，遥控器负责手动发出无人船返航指令至船控单元。所述地面控制端按照先后添加返航点的顺序依次对返航点进行编号，编号从0开始。
所述GPS模块，设在无人船上，负责实时获取无人船的航行位置信息，并将当前航行的位置信息发送至所述的船控单元；
所述船控单元，安装在无人船上，负责接收地面控制端返航点位置信息以及GPS采集的无人船实时航行位置信息；船控单元根据接收的返航点位置信息和GPS采集的当前航行位置信息得出最近返航点，并控制无人船从最近返航点开始按照返航点编号开始返航；所述船控单元内设有MCU内部存储器，存储器负责船控单元接收地面控制端的返航点信息的存储。
所述多倍通无线通信模块，负责地面控制端与船控单元之间信息的传输。
进一步说，底面控制端的PC机与船控单元之间的通信方式为TCP通信，数据信息的加密协议是Mavlink协议；遥控器与船控单元之间的通信是串口通信。
参见图2，本发明的具体实现步骤如下:
(1)添加返航点：在地面控制端中选择要添加的返航点位置，返航点位置信息可以是经纬度信息，按先后添加的返航点顺序给每个返航点编号，编号从0开始；
(2)发送返航点：在添加完所有的返航点后，将每个返航点的数据按照Mavlink协议加密，然后按返航点的编号依次将航点通过多倍通无线通信模块发送给船控单元；
(3)存储返航点：船控单元在接收到返航点信息后，按照Mavlink协议进行解密，将解密后返航点的经纬度位置信息按编号依次存储到MCU内部存储器中。
(4)多点返航：通过地面控制端的遥控器或PC机将无人船的船控单元工作模式切换到返航模式，无人船返航时，根据GPS获取当前无人船的经纬度位置信息，船控单元得出当前距离最近的返航点，并控制无人船从最近的返航点开始返航，最终回到岸边。
本发明使用户可以根据水上环境自己规划安全的返航路径，摆脱了现有无人船单点返航的模式，使无人船在失联返航和遥控返航的过程中能够有效避开河流以及湖泊的危险复杂地段，且船只在返航时，能自主寻找最近的返航点实现返航，确保了无人船以及船载设备的安全。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (5)

1.一种无人船多航点返航控制系统，包括地面控制端、GPS模块、船控单元和多倍通无线通信模块，其特征在于：
所述地面控制端，设置在陆地，负责无人船返航指令的发出以及无人船返航点位置的设定，并将设定的返航点位置信息发送至所述的船控单元；
所述GPS模块，设在无人船上，负责实时获取无人船的航行位置信息，并将当前航行的位置信息发送至所述的船控单元；
所述船控单元，安装在无人船上，负责接收地面控制端返航点位置信息以及GPS采集的无人船实时航行位置信息；船控单元根据接收的返航点位置信息和GPS采集的当前航行位置信息得出最近返航点，并控制无人船从最近返航点开始按照返航点编号开始返航；
所述多倍通无线通信模块，负责地面控制端与船控单元之间信息的传输。
2.根据权利要求1所述的一种无人船多航点返航控制系统，其特征在于：所述地面控制端包括PC机、遥控器，PC机负责无人船返航点的设定以及无人船返航指令的发出，遥控器由用户手持操作，遥控器负责手动发出无人船返航指令至船控单元。
3.根据权利要求1或2所述的一种无人船多航点返航控制系统，其特征在于：所述地面控制端按照先后添加返航点的顺序依次对返航点进行编号。
4.根据权利要求1所述的一种无人船多航点返航控制系统，其特征在于：所述船控单元内设有MCU内部存储器，存储器负责船控单元接收地面控制端的返航点信息的存储。
5.根据权利要求1所述的一种无人船多航点返航控制系统，其特征在于：所述地面控制端与船控单元之间的信息传输通过Mavlink协议进行加密。
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