[發(fā)明專利]一種無人船通訊方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710220565.4
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107144845A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 鄭衛(wèi)鋒;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京臻迪科技股份有限公司
• 主分類號: G01S15/66
• 分類號: G01S15/66;G01S15/88;G01S15/96;H04B11/00;H04B1/3827;H04N7/18;G05D27/00
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司11223
• 代理人: 王明霞

技術領域

本發(fā)明屬于水下機器人領域，涉及聲吶裝置在水下機器人領域的應用，具體地說，涉及一種無人船通訊方法。

背景技術

近年來機器人技術發(fā)展迅速，大量適用不同環(huán)境的無人設備如無人機，無人車，無人船等，但受到技術等因素的限制這些設備還沒有廣泛進入民用領域。以無人船為例，現(xiàn)有無人船多為軍用，如完成偵查任務，遠程攻擊任務等。也有一些用于科研領域，比如海洋數(shù)據(jù)監(jiān)測，實驗樣本采集等。在工業(yè)上用于一些水中設備的遠程維護，工業(yè)開采等方面。在民用方面用于釣魚的無人船在民用市場的需求越來越大，因此對釣魚用無人船提出了更高的要求。

使用者可以使用控制器對無人船進行遠程控制，一般使用者均是在岸上或水面浮船上，通過中轉的無人船基站實現(xiàn)對水下無人船的各類控制。但有時，還會出現(xiàn)使用者潛入水下與無人船同行，并要求實現(xiàn)對無人船無線控制的情況。此時，使用者需要一種防水且可實現(xiàn)水下無線信號傳輸?shù)目刂破?，以實現(xiàn)對無人船的控制。進一步地，無人船需與使用者保持實時聯(lián)系，不出現(xiàn)丟失或失散的情況。

有鑒于此特提出本發(fā)明。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種在水中環(huán)境中，實現(xiàn)無人船對無人船控制端檢測、定位和跟蹤、及接收無人船控制端所發(fā)指令的無人船通訊方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用技術方案的基本構思是：

本發(fā)明一方面公開了一種無人船通訊方法，無人船浮在水面上或潛入水中，無人船的船體上安裝有多個聲學換能器，無人船控制端上安裝有至少一個聲學應答器，聲學換能器與聲學應答器經(jīng)超短基線系統(tǒng)進行通訊，實現(xiàn)無人船對無人船控制端的檢測、定位和跟蹤。

進一步地，超短基線系統(tǒng)至少包括數(shù)據(jù)采集處理裝置，所述數(shù)據(jù)采集處理裝置對聲學換能器與聲學應答器之間所傳輸信號進行處理，以判斷兩者間的相對位置和距離；

聲學換能器和聲學應答器均為聲吶裝置，且外形為十字結構和/或三角結構；聲吶裝置通過收發(fā)超聲波實現(xiàn)對水面和/或水下物體的檢測和定位，并通過傳輸帶有控制信號的超聲波，發(fā)出和/或接收控制指令。

進一步地，無人船控制端獨立于無人船設置，浮在水面上或設于水中，為一個或多個；無人船以定距離或定速度跟蹤無人船控制端，無人船與無人船控制端間的最大距離為100m-300m。

進一步地，聲學換能器還接收來自聲學應答器的控制指令并傳輸至無人船的主控板，無人船控制端經(jīng)聲學應答器及聲學換能器實現(xiàn)對無人船的控制。

進一步地，聲學應答器控制無人船的攝像單元進行定點拍攝和/或連續(xù)拍攝和/或定時拍攝；和/或控制無人船調整自身姿態(tài)；和/或控制無人船變換運行方向和速度。

進一步地，包括以下步驟：

S1、無人船通過設于其上的聲學換能器首先發(fā)出超聲波，以檢測浮于水面和/或潛入水下的無人船控制端；

和/或無人船控制端的聲學應答器首先發(fā)出超聲波，以檢測浮于水面和/或潛入水下的無人船；

S2、相互檢測到的無人船與無人船控制端進行配對，無人船對無人船控制端進行定位，并以定速度或定距離跟蹤；

S3、無人船控制端通過聲學應答器發(fā)出控制指令，無人船接收控制指令進行攝像動作和/或姿態(tài)調整和/或速度方向調整。

進一步地，無人船控制端為多個，多個無人船控制端與無人船之間，和/或多個無人船控制端之間通過發(fā)出不同波段的超聲波進行自我標識和通信。

進一步地，無人船控制端佩戴于使用者身上，使用者浮在水面上或潛入水中，通過無人船控制端引導無人船跟隨并對無人船進行控制，所述無人船控制端為手環(huán)。

進一步地，使用者通過無人船控制端發(fā)出報警信號，經(jīng)無人船和/或設于水面的無人船基站與地面進行通信并報警；所述報警信號包括無人船故障或水下環(huán)境報警。

進一步地，多個無人船控制端同時對無人船進行控制時，其控制信號依預設的優(yōu)先級執(zhí)行；

無人船為多個時，多個無人船經(jīng)聲學換能器彼此進行檢測和定位，通過調整位置及速度協(xié)同進行水下作業(yè)。

采用上述技術方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果：