[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于多無(wú)人艇協(xié)同的巡邏系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810318518.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108445884A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭艷;葛磊;李小毛;謝少榮;羅均
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/02
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種基于多無(wú)人艇協(xié)同的巡邏系統(tǒng)，所述協(xié)同中心（1）通過(guò)天線(xiàn)信號(hào)連接艇上各設(shè)備；包括在陸地上的協(xié)同控制中心（1），以及在艇上的單艇GPS/IMU模塊（5）、單艇環(huán)境感知模塊（4）、單艇導(dǎo)航避障模塊（6）、單艇控制模塊（7）、單艇運(yùn)行情況監(jiān)測(cè)模塊（3）和無(wú)線(xiàn)傳輸模塊（2）；其特征在于：所述的協(xié)同控制中心（1）依據(jù)巡邏任務(wù)的特性、巡邏區(qū)域的大小、參與巡邏的無(wú)人艇的個(gè)數(shù)以及各個(gè)無(wú)人艇的運(yùn)動(dòng)情況來(lái)給參與巡邏任務(wù)的無(wú)人艇發(fā)送運(yùn)動(dòng)目標(biāo)指令；所述單艇GPS/IMU模塊（5）能夠?qū)崟r(shí)給出艇的位置和姿態(tài)信息；所述單艇環(huán)境感知模塊（4）能夠?qū)崟r(shí)給出海島、大陸的靜態(tài)障礙物信息及船只、艦艇等動(dòng)態(tài)障礙物信息；所述導(dǎo)航避障模塊（6）依據(jù)環(huán)境感知模塊（4）所獲得的障礙物信息及協(xié)同控制中心（1）所發(fā)出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算出接下來(lái)的運(yùn)動(dòng)速度大小及方向；所述單艇控制模塊（7）能夠依據(jù)導(dǎo)航避障模塊（6）所給出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)指令，控制無(wú)人艇完成巡邏任務(wù)；所述單艇運(yùn)行情況監(jiān)測(cè)模塊（3）對(duì)無(wú)人艇的故障情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊（2）將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)同控制中心（1）；所述無(wú)線(xiàn)傳輸模塊（2）將無(wú)人艇的位置姿態(tài)，健康狀況信息及環(huán)境信息發(fā)送給協(xié)同控制中心（1）進(jìn)行處理。

2.一種基于多無(wú)人艇協(xié)同的巡邏方法，使用權(quán)利要求1所述的基于多無(wú)人艇協(xié)同的巡邏系統(tǒng)進(jìn)行操作，其特征在于：具體操作步驟如下：

S01，巡邏準(zhǔn)備：依據(jù)巡邏區(qū)域及參與巡邏任務(wù)的無(wú)人艇的數(shù)量，給所有參與巡邏的無(wú)人艇各分配一個(gè)初始的巡邏位置，并派遣各個(gè)無(wú)人艇到達(dá)初始位置；

S02，傳輸單艇信息到協(xié)同控制中心（1）：各個(gè)無(wú)人艇將自己的位置，姿態(tài)，健康狀態(tài)及自身環(huán)境感知模塊（4）所感知到的環(huán)境信息上傳到協(xié)同控制中心；

S03，協(xié)同控制中心（1）進(jìn)行巡邏任務(wù)規(guī)劃：協(xié)同控制中心（1）判斷各個(gè)無(wú)人艇是否存在故障，如果有存在故障的無(wú)人艇，則準(zhǔn)備發(fā)送退出維修指令給故障無(wú)人艇并派遣新的無(wú)人艇加入到巡邏任務(wù)中；對(duì)于無(wú)故障無(wú)人艇，控制中心依據(jù)所有繼續(xù)巡邏的無(wú)人艇的位置情況，給它們分配下一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)所要達(dá)到的子目標(biāo)點(diǎn)；

S04，發(fā)布下一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)各個(gè)無(wú)人艇的巡邏任務(wù)給相應(yīng)實(shí)艇：將每個(gè)無(wú)故障無(wú)人艇下一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)所要到達(dá)的次目標(biāo)點(diǎn)和故障無(wú)人艇的退出維修指令，依次通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸裝置（2）發(fā)送給相應(yīng)實(shí)艇；

S05，所有無(wú)人艇完成自己的巡邏任務(wù)，之后跳轉(zhuǎn)到步驟S02繼續(xù)執(zhí)行：所有繼續(xù)執(zhí)行巡邏任務(wù)的無(wú)人艇利用包含有GPS/IMU模塊（5）、環(huán)境感知模塊（4）、導(dǎo)航避障模塊（6）和控制模塊（7）的無(wú)人控制系統(tǒng)到達(dá)從協(xié)同控制中心（1）得到的巡邏目標(biāo)點(diǎn)。