[發(fā)明專利]一種無人船半物理數(shù)學(xué)仿真平臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510601076.4
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105137811A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳寶舉
• 申請（專利權(quán)）人: 吳寶舉
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 姜彥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人船設(shè)計領(lǐng)域，具體地說，涉及一種無人船仿真設(shè)計半物理平臺。

背景技術(shù)

無人船結(jié)構(gòu)復(fù)雜、所攜帶各種設(shè)備非常昂貴，而無人船工作環(huán)境惡劣，對于新研制的無人船若直接在海洋中實驗風(fēng)險非常高。為了驗證無人船控制系統(tǒng)的正確性，可以通過仿真的方式，這樣可以降低很多風(fēng)險和成本。

本專利開發(fā)一種設(shè)計合理、可靠性和實時性高、并且能夠?qū)崿F(xiàn)無人船快速設(shè)計和驗證的無人船仿真設(shè)計半物理平臺。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述缺陷，提供一種設(shè)計合理、可靠性和實時性高、并且能夠?qū)崿F(xiàn)無人船快速設(shè)計和驗證的無人船仿真設(shè)計半物理平臺。

為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種無人船半物理數(shù)學(xué)仿真平臺，其特征在于：包括無人船本體、岸基操作平臺、載體仿真計算機和環(huán)境仿真計算機；所述無人船本體包括船殼，船殼上設(shè)置有自動駕駛計算機，導(dǎo)航傳感器單元，執(zhí)行機構(gòu)單元和觀測單元；所述自動駕駛計算機連接有岸基操作平臺、載體仿真計算機和環(huán)境仿真計算機；所述自動駕駛計算機與載體仿真計算機之間通過硬件接口相連；載體仿真計算機和環(huán)境仿真計算機之間通過高速通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起，環(huán)境仿真計算機連接有顯示設(shè)備。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述岸基操作平臺包括監(jiān)控計算機，監(jiān)控計算機連接有通信接口、水面操作臺和水面導(dǎo)航設(shè)備單元；所述通信接口連接岸上的通信接口，岸上的通信接口連接自動駕駛計算機。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述載體仿真計算機上裝有D/A轉(zhuǎn)換板、A/D轉(zhuǎn)換板、DO輸出板、DI輸入板和串口板，自動駕駛計算機上裝有D/A轉(zhuǎn)換板、A/D轉(zhuǎn)換板、DO輸出板、DI輸入板和串口板；所述載體仿真計算機的D/A轉(zhuǎn)換板連接自動駕駛計算機的A/D轉(zhuǎn)換板，載體仿真計算機的A/D轉(zhuǎn)換板連接自動駕駛計算機的D/A轉(zhuǎn)換板，載體仿真計算機的DO輸出板連接自動駕駛計算機的DI輸入板，載體仿真計算機的DI輸入板連接自動駕駛計算機的DO輸出板。

由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

1)、本發(fā)明通過仿真的方法來模擬無人船和其運行的海洋環(huán)境，可以模擬在不同海洋環(huán)境下的試驗研究，可以模擬對無人船的各種控制，而這種控制是沒有風(fēng)險的。

2)、本發(fā)明的無人船自動駕駛計算機與實際無人船的自動駕駛計算機的軟硬件配置是一樣的，在仿真平臺上實驗成功的系統(tǒng)可以直接用到實際的無人船中。

3)、本發(fā)明中海洋環(huán)境模擬計算機可以通過人機界面設(shè)置多種環(huán)境參數(shù)如海流、浪涌或各種障礙物，通過這種靈活的設(shè)置方式可以模擬各種可能遇到的海洋環(huán)境。

4)、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以擴展，如無人船可能用到的聲學(xué)設(shè)備，環(huán)境觀測設(shè)備等，可以通過計算機進行數(shù)字化仿真，通過網(wǎng)絡(luò)傳送給自動駕駛計算機，并通過環(huán)境模擬計算機進行顯示。

本發(fā)明通過該仿真平臺，在產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品研制過程中，用安全、靈活、廉價的系統(tǒng)仿真試驗獲得產(chǎn)品功能、性能和可靠性的大量信息，并優(yōu)化和完善設(shè)計，通過仿真排除設(shè)計中的錯誤，確保海上試驗的成功。

同時下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施例中無人船本體和岸基操作平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種實施例中無人船半物理數(shù)學(xué)仿真平臺的結(jié)構(gòu)原理框圖。

具體實施方式

實施例：

如圖1、2所示，一種無人船半物理數(shù)學(xué)仿真平臺，包括無人船本體、岸基操作平臺、載體仿真計算機和環(huán)境仿真計算機。所述無人船本體包括船殼，船殼上設(shè)置有自動駕駛計算機，導(dǎo)航傳感器單元，執(zhí)行機構(gòu)單元和觀測單元；所述自動駕駛計算機連接有岸基操作平臺、載體仿真計算機和環(huán)境仿真計算機；所述自動駕駛計算機與載體仿真計算機之間通過硬件接口相連；載體仿真計算機和環(huán)境仿真計算機之間通過高速通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起，環(huán)境仿真計算機連接有顯示設(shè)備。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述岸基操作平臺包括監(jiān)控計算機，監(jiān)控計算機連接有通信接口、水面操作臺和水面導(dǎo)航設(shè)備單元；所述通信接口連接岸上的通信接口，岸上的通信接口連接自動駕駛計算機。