[發明專利]水下無人航行器4D同步推演系統

在審

• 申請號: 201510987039.1
• 申請日: 2015-12-27
• 公開（公告）號: CN105487406A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 黃東梅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱米米米業科技有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種仿真同步推演方法，特別涉及一種在水下無人航行器4D同步推演系統。

背景技術

近年來，無人水下航行器（UnmannedUnderwaterVehicle，UUV）技術得到飛速的發展與廣泛的應用。UUV是完全可以自主在水下承擔情報收集、制導、導航、偵察、水下武器對抗、通信、反潛、應急救生與打撈、海洋勘探、危險條件下作業等多種任務的、可以反復使用的自主式航行器，并且包括無需操作員監視和操控的海上自主航行器（AUV）和需要操作員通過電纜或聲學通信進行遙控的水下航行器（ROV），具有很大的實用性和靈活性。因而無人水下航行器已成為當前世界各國海洋開發、國防工業部門和海軍裝備的最重要的研究方向之一。

水下無人航行器作為海洋開發的手段之一，可替代人類去直接觀測海洋、調查海底地質和采掘資源。但是由于水下環境的特殊性，航行器在水下自主航行和作業過程相對與監控人員呈現出的“黑洞”特性，使得航行器“失控”風險增大。故需要開展航行器典型任務下的實時4D（位置+時間）同步推演，研究基于航行器航行過程中不完整反饋信息下的推演技術，能夠直觀地觀測航行器的運動狀態，以及在海洋環境影響下的運動，后期也可以用來根據實驗數據復現航行器的運動特性，為決策者提供分析實驗依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于航行器航行過程中不完整反饋信息下的推演技術，能夠直觀地觀測航行器的運動狀態，以及在海洋環境影響下的運動。

本發明的目的是這樣實現的：

水下無人航行器4D同步推演系統，其特征是：系統由三部分組成，它們包括模型仿真計算機、視景仿真計算機、主控計算機，其中模型仿真計算機、視景仿真計算機、主控計算機之間通過網絡交換機相互連接。

系統由三部分組成，它們包括模型仿真計算機、視景仿真計算機、仿真控制部分，每個部分都有一個仿真計算機構成，并且根據相關協議來完成三臺計算機之間的通信。每個部分分別完成不同的仿真任務已達到完成實時虛擬仿真。三臺不同的仿真計算機的相互關系為運動控制計算機。

主控計算機的作用就是協調模型仿真機和視景仿真機的工作，通過監測視景仿真的運動參數及時的給模型仿真機發送控制指令，然后通過傳回更新運動數據來主控計算機的運動參數，以達到實時虛擬仿真的正常進行。

模型仿真計算機的主要功能就是進行UUV數學運動模型的仿真，模型仿真機根據控制仿真計算機發送的運動控制指令來仿真不同任務下的數學模型，通過控制仿真機發送的控制指令，選擇需要仿真的運動任務，例如定常直線運動、定常回轉運動等，根據已經建立好的仿真模型來仿真，并將其仿真得到的仿真數據發送給控制仿真機。

視景仿真機的接收主控計算機的控制指令和模型計算機的UUV運動參數完成整個UUV作業的視景仿真，視景仿真中利用Vega軟件中的API計算機來完成UUV場景的一些設定，且利用VC++為平臺，完成UUV的視景仿真，達到預定設計的要求后并將其UUV運動的實時參數反饋給控制仿真機，以便控制方針機完成下一步的工作。

4D同步推演技術是利用三維視景仿真加上實時控制的技術，及三維加上實時時間的仿真。本技術的關鍵是在進行虛擬視景仿真的過程中沒有提前設定的仿真軌跡，需要實時的從模型仿真機上提取相關的運動數據，通過其運動數據進行仿真運動，并且將實時仿真過程中的實時數據反饋給控制計算機，讓主控計算機控制模型計算機進行數據的調整并及時的發送給視景仿真機，保證其視景仿真機中UUV的模型能夠按照用戶需要的運動軌跡進行仿真運動，完成UUV4D同步推演。

附圖說明

圖1為本發明的系統構成圖。

圖2為主控計算機的程序流程圖。

圖3為模型仿真計算機的程序流程圖。

圖4為仿真計算機流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

實施例1