[實用新型]基于雙絞線的遙控水下機器人中繼器控制裝置

無效

• 申請號: 200820011902.5
• 申請日: 2008-04-02
• 公開（公告）號: CN201174756Y
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 郭威;王曉輝;趙洋;崔勝國
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: H04N7/10
• 分類號: H04N7/10;H04L12/28
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 周秀梅

技術領域

本實用新型涉及一種遙控水下機器人的中繼器視頻傳輸與數據通信技術，具體地說是一種通過雙絞線完成水面對中繼器的控制以及中繼器視頻的傳輸與顯示的基于雙絞線的遙控水下機器人中繼器控制裝置。

背景技術

遙控水下機器人是一種工作在海中的設備，通常它有三個部分組成，水面單元、中繼器和潛水器。水面單元與中繼器之間主要通過絞車由鎧纜連接，中繼器與潛水器之間通過系纜連接。具體的見圖1。水面單元主要用來操作潛水器和中繼器，并把潛水器和中繼器上的視頻和傳感器等信息通過監視器和人機界面顯示出來。鎧纜和系纜內部都包含動力線、雙絞線和光纖，鎧纜外部有鎧裝層，為承重纜，承擔著潛水器和中繼器的重量，系纜為非承重纜，在水中接近零浮力。中繼器通過鎧纜把潛水器施放到某一作業水深，潛水器脫離中繼器，通過控制中繼器上的系纜絞車，收放系纜，使得潛水器具有一定的作業半徑。中繼器上通常安裝有一臺攝像機、2個水下燈及幾個電磁閥，因此，無論是在視頻傳輸和數據通信上負載量都不是很大。傳統的中繼器系統采用鎧纜中的1根同軸向水面傳輸視頻，一根雙絞線傳數據。同軸傳輸視頻受到傳輸距離的限制，通常的范圍在幾百米以下，而數據通常采用RS-485或CAN總線通過雙絞線進行傳輸，傳輸的距離最長也不過1200米左右，顯然中繼器采用上述方式向水面單元傳輸視頻和數據均受到長度方面的限制，隨著海洋事業的發展，對水下機器人的需求也隨之提高，要求水下機器人向更深、多功能和網絡化方向發展，因此傳統的中繼器系統的視頻和數據傳輸遠遠不能滿足水下機器人發展的需要。現代光纖技術的發展，在水下機器人的中繼器上也可應用，但由于水下采用光纖傳輸需要水密光纜和光多路復用器等設備，使得成本非常高，通常是在潛水器上應用光纖，因為潛水器上的視頻源多，控制的數據量大。中繼器若不采用光纖，也可以使用雙絞線采用調制解調技術，使視頻和數據傳輸達到幾千米，但是視頻和數據各占用一對雙絞線，在鎧纜長度短時，兩對雙絞線從占用鎧纜的空間和增加鎧纜的重量方面的矛盾還不算突出，但是距離長時，會使鎧纜的重量增加，占用空間也變大，而且兩對雙絞線還要使用不同的類型的調制解調設備，這增加了中繼器部分電子艙的安裝空間和重量，而且也增加了成本與不可靠性。

實用新型內容

針對上述現有技術中存在的不足之處，本實用新型要解決的技術問題是提供一種采用一對雙絞線傳輸視頻和數據的遙控水下機器人中繼器控制裝置，既可以將中繼器的視頻傳輸到水面，又可以實現水面對中繼器信號的采集和控制。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型基于雙絞線的遙控水下機器人中繼器控制裝置，該水下機器人具有水面單元、中繼器及潛水器，其特征在于：分別在水面單元及中繼器建立以太網，水面單元的以太網和水下中繼器的以太網經主、從調制解調器通過一對雙絞線連接起來，構成一個統一的以太網絡傳輸視頻信號和控制信號。

所述水面單元的以太網由主控計算機的網口、I/O采集節點的網口、視頻解碼器的網口以及主調制解調器的網口分別與水面單元中的網絡交換機的網口連接構成；所述水下中繼器的以太網由中繼器的I/O采集及輸出節點的網口、視頻編碼器的網口以及從調制解調器的網口分別與中繼器中的網絡交換機的網口相連構成；所述雙絞線設于鎧纜中，并通過該雙絞線將中繼器中的視頻和信號傳到水面單元，同時水面單元也通過該雙絞線實現對中繼器的控制。

本實用新型具有以下有益效果及優點：

1.減輕重量，減少安裝空間。本實用新型基于雙絞線的遙控水下機器人中繼器控制裝置用采用一對雙絞線進行視頻和數據傳輸，節省了鎧纜中雙絞線的資源，降低了鎧纜的重量和減小了鎧纜的直徑，同時也節省了水面儲存鎧纜的絞車的大小和空間；

2.傳輸距離遠。本實用新型利用主、從調制解調器，在一對雙絞線上把以太網的傳輸距離進行延長，可達到幾千米，這樣使得基于以太網技術的視頻和控制得以實現，不但節省了原有方式中的一對雙絞線而且傳輸距離也比原來傳統的同軸和雙絞線方式傳的更遠；

3.可通過以太網觀看水下視頻。本實用新型利用基于以太網技術的視頻編碼器和解碼器，不但能夠將中繼器上的視頻在水面還原成監視器直接顯示的信號，而且也可以通過以太網在計算機上直接瀏覽數字格式的視頻，這樣可以方便的進行視頻的存儲或通過以太網在連網的其它計算機上觀看視頻，非常方便；

4.增加了系統的可擴展性。本實用新型水面單元與中繼器控制之間也采用以太網進行數據采集和進行中繼器執行機構的控制，系統的可擴展性和程序的可繼承、可移植性大大增強；