[發(fā)明專利]一種智能船舶的非周期通訊遠(yuǎn)程觀測(cè)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010139901.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN111273671B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王丹;劉陸;阮明昊;李鐵山;彭周華;王浩亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02;G01D21/02
• 代理公司: 大連至誠(chéng)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 涂文詩(shī);鄧珂

1.一種智能船舶的非周期通訊遠(yuǎn)程觀測(cè)器，其特征在于，包括：船端事件觸發(fā)模塊、船端位置信息預(yù)測(cè)模塊、控制端位置信息預(yù)測(cè)模塊、控制端事件觸發(fā)模塊、位置觀測(cè)模塊、總擾動(dòng)觀測(cè)模塊以及速度觀測(cè)模塊；其中，所述船端事件觸發(fā)模塊與智能船舶數(shù)據(jù)采集單元、船端位置信息預(yù)測(cè)模塊相連接，用于基于所預(yù)設(shè)的船端事件觸發(fā)機(jī)制，輸出上一觸發(fā)時(shí)刻執(zhí)行導(dǎo)通任務(wù)后所獲取的位置信息或當(dāng)前時(shí)刻船舶的實(shí)際位置信息；所述船端位置信息預(yù)測(cè)模塊分別與所述船端事件觸發(fā)模塊、控制端位置信息預(yù)測(cè)模塊相連接，用于輸出獲得的位置預(yù)測(cè)信息；所述控制端位置信息預(yù)測(cè)模塊通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與船端事件觸發(fā)模塊相連接，其用于輸出控制端位置預(yù)測(cè)信息；所述控制端事件觸發(fā)模塊分別與速度觀測(cè)模塊、船端位置信息預(yù)測(cè)模塊相連接，用于基于所預(yù)設(shè)的控制端事件觸發(fā)機(jī)制，輸出上一觸發(fā)時(shí)刻執(zhí)行導(dǎo)通任務(wù)后所獲取的速度信息或當(dāng)前時(shí)刻船舶的實(shí)際速度信息；所述位置觀測(cè)模塊與所述控制端位置信息預(yù)測(cè)模塊相連接，用于輸出ESO對(duì)船舶位置的觀測(cè)值；所述速度觀測(cè)模塊與所述控制端位置信息預(yù)測(cè)模塊相連接，用于輸出ESO對(duì)船舶速度的觀測(cè)值；所述總擾動(dòng)觀測(cè)模塊與所述速度觀測(cè)模塊、位置觀測(cè)模塊相連接，用于獲取ESO對(duì)總擾動(dòng)的觀測(cè)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非周期通訊遠(yuǎn)程觀測(cè)器，其特征在于，所述船端事件觸發(fā)模塊包括：第一觸發(fā)執(zhí)行單元、第一觸發(fā)判斷單元以及第一零階保持單元；所述第一觸發(fā)判斷單元內(nèi)預(yù)置船端事件觸發(fā)機(jī)制，基于所述船端事件觸發(fā)機(jī)制，實(shí)時(shí)判斷是否存在滿足觸發(fā)條件的船端事件，并向第一觸發(fā)執(zhí)行單元下發(fā)判斷結(jié)果；所述第一觸發(fā)執(zhí)行單元用于基于所述判斷結(jié)果執(zhí)行導(dǎo)通或不動(dòng)作任務(wù)；所述第一零階保持單元用于在執(zhí)行不動(dòng)作任務(wù)時(shí)輸出所述第一觸發(fā)執(zhí)行單元在上一觸發(fā)時(shí)刻t_k執(zhí)行導(dǎo)通任務(wù)后經(jīng)過第一零階保持單元所保持的位置信息η(t_k)，或在執(zhí)行導(dǎo)通任務(wù)時(shí)，輸出當(dāng)前時(shí)刻t船舶的實(shí)際位置信息η(t)；其中，所述第一零階保持單元所輸出的信號(hào)即輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為

上式中，r(t)為基于船端事件觸發(fā)機(jī)制，第一觸發(fā)判斷單元對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)，且r(t)＝0表示第一觸發(fā)判斷單元在t時(shí)刻不觸發(fā)且執(zhí)行不動(dòng)作任務(wù)，r(t)＝1表示第一觸發(fā)判斷單元在t時(shí)刻觸發(fā)并執(zhí)行導(dǎo)通任務(wù)；

其中，r(t)對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為：

式中：q(t)為位置信息跟蹤誤差，即q(t)＝(η_p1-η)，η_p1為船端預(yù)測(cè)位置信息，η為船端實(shí)際位置信息，ε₁為第一觸發(fā)閾值；當(dāng)位置信息跟蹤誤差大于第一觸發(fā)閾值ε₁時(shí)，則第一觸發(fā)判斷單元輸出信號(hào)r(t)為1，當(dāng)位置信息跟蹤誤差小于第一觸發(fā)閾值ε₁時(shí)，則第一觸發(fā)判斷單元輸出信號(hào)r(t)為0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非周期通訊遠(yuǎn)程觀測(cè)器，其特征在于，所述船端位置信息預(yù)測(cè)模塊包括第一位置信息預(yù)測(cè)單元、第一旋轉(zhuǎn)變換單元以及第一積分單元；所述第一位置信息預(yù)測(cè)單元在接收到船端事件觸發(fā)模塊輸出的位置信息后確定出對(duì)應(yīng)的船端位置的預(yù)測(cè)信息，所述船端位置的預(yù)測(cè)信息的表達(dá)式為且所述第一位置信息預(yù)測(cè)單元在未接收到船端事件觸發(fā)模塊輸出的位置信息時(shí)確定出對(duì)應(yīng)的船端位置的預(yù)測(cè)信息，所述船端位置的預(yù)測(cè)信息的表達(dá)式為其中船端預(yù)測(cè)位置信息為船端預(yù)測(cè)位置信息的導(dǎo)數(shù)，為船舶觀測(cè)速度信息，R為旋轉(zhuǎn)矩陣，ψ為船舶的艏搖角，且

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非周期通訊遠(yuǎn)程觀測(cè)器，其特征在于，

所述控制端位置信息預(yù)測(cè)模塊包括第二位置信息預(yù)測(cè)單元、第二旋轉(zhuǎn)變換單元以及第二積分單元；其中，所述第二位置信息預(yù)測(cè)單元在接收到船端事件觸發(fā)模塊輸出的位置信號(hào)后確定出對(duì)應(yīng)的控制端位置預(yù)測(cè)信息，所述控制端位置預(yù)測(cè)信息的表達(dá)式為且所述第二位置信息預(yù)測(cè)單元在未接收到船端事件觸發(fā)模塊輸出的位置信息時(shí)確定出對(duì)應(yīng)的控制端位置預(yù)測(cè)信息，所述控制端位置預(yù)測(cè)信息的表達(dá)式為其中控制端預(yù)測(cè)位置信息為控制端預(yù)測(cè)位置信息的導(dǎo)數(shù)，為船舶觀測(cè)速度信息。