[發明專利]一種主從分布式協同裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 202010744727.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111781934A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 顧漢杰
• 申請（專利權）人: 浙江樹人學院(浙江樹人大學)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京中仟知識產權代理事務所(普通合伙) 11825
• 代理人: 田江飛

本發明公開了一種主從分布式協同裝置及其控制方法，屬于分布式協同控制技術領域，包括中控系統，所述中控系統通過數據線與中控服務器電性連接，所述中控服務器與主控無人船進行遠程通訊連接，所述主控無人船分別與若干個從屬無人船通訊連接。通過設計的中控系統、中控服務器、主控無人船以及從屬無人船，只需要一個中控服務器和中控系統便可實現與主控無人船以及若干個從屬無人船的通信，極大地提高了主控無人船與從屬無人船之間的協同自主決策和執行編隊協同任務的效率，并且使得整個編隊具備了極強的分布式計算和處理能力，充分發揮了無人船編隊的作業優勢，通過對主控無人船和從屬無人船任務進行分層分解管理模式，減少中控服務器的壓力。

技術領域

本發明屬于分布式協同控制技術領域，尤其涉及一種主從分布式協同裝置及其控制方法。

背景技術

無人船具有無人且可控等特點，近幾年獲得了越來越廣泛的關注，逐漸成為現代海洋觀測技術中的一個重要發展方向，在一些未知領域或者可能存在潛在危險領域的開發探測，利用無人船可以很大程度的減少人力與危險系數，無人船不僅具有上述優點，在價格方面更是擁有無可比擬的優勢，同造價昂貴的AUV等比較，幾萬元至十萬元級別的帶有定位、導航與控制功能的小型船，其性價比優勢不言而喻，在海洋表面活動的無人船運動靈活、可以利用無線電技術可靠通訊、利用GPS技術準確定位，這些特點讓無人船變為為一種成本廉價、易于控制與通訊和應用范圍廣的海洋觀測平臺，逐步成為海上探測平臺研制和應用的熱點。

無人船編隊能在復雜度高的環境下執行多任務，具有不可忽視的優勢，如中國專利網所公開的“基于主從分布式模型預測控制的欠驅動多無人船編隊跟蹤方法”(專利號：CN 109032136 A)，該專利所解決的技術問題是：以往技術均沒有考慮無人船實際的控制輸入約束，也沒有考慮編隊協同的優化性能指標，該專利通過設計的主從式無人船協同跟蹤示意圖、算法流程圖整個無人系統按特定編隊的跟蹤圖以及主無人船對目標的跟蹤仿真圖等技術方案已解決上述問題，但是該專利仍存有一些不足之處，如采用集中式體系，在中央規劃點處對每架無人船進行控制，這種方法存在的問題是帶來了大量的通信和計算需求，在實時和靈活性上有所欠缺，同時控制系統可能會因為無人船編隊數量較多使得通信負載過大從而致使通信系統的崩潰，進而導致整個無人船編隊協同執行任務的失敗，因此，現階段市場上亟需一種主從分布式協同裝置及其控制方法來解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于：為了解決采用集中式體系，在中央規劃點處對每架無人船進行控制，這種方法存在的問題是帶來了大量的通信和計算需求，在實時和靈活性上有所欠缺，同時控制系統可能會因為無人船編隊數量較多使得通信負載過大從而致使通信系統的崩潰，進而導致整個無人船編隊協同執行任務失敗的問題，而提出的一種主從分布式協同裝置及其控制方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種主從分布式協同裝置，包括中控系統，所述中控系統通過數據線與中控服務器電性連接，所述中控服務器與主控無人船進行遠程通訊連接，所述主控無人船分別與若干個從屬無人船通訊連接。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述主控無人船包括第一主控制模塊，所述第一主控制模塊通過主控無人船內置通訊模塊與中控服務器進行遠程通訊連接，所述第一主控制模塊的輸入端分別與第一GPS定位模塊以及第一數據采集裝置的輸出端電性連接，所述第一主控制模塊通過第一熱點模塊與若干個從屬無人船通訊連接。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述從屬無人船包括第二主控制模塊，所述第二主控制模塊與從屬無人船內置通訊模塊雙向電性連接，所述第二主控制模塊的輸入端分別與第二GPS定位模塊以及第二數據采集裝置的輸出端電性連接，所述第二主控制模塊通過第二熱點模塊與第一熱點模塊形成互聯。

作為上述技術方案的進一步描述：