[發明專利]一種基于無人平臺作業的智能控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011137280.2
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112180953A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 王力劭;程小葛;劉詩煒;劉喬瑋;郝日明
• 申請（專利權）人: 海略（連云港）科技有限公司
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 南京鑫之航知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 姚蘭蘭

1.一種基于無人平臺作業的智能控制系統，其特征在于：包括智能中控系統、數據鏈系統、定位系統、導航系統、負載系統和收放系統；

所述智能中控系統包括數據顯示模塊、智能控制模塊和數據分析模塊；所述數據顯示模塊用于實時顯示地圖、任務導航信息、監控上述各系統的運行情況、以及收集無人平臺和負載系統發送的聲納、視頻、雷達和環境感知信息；所述智能控制模塊，通過控制收放系統來控制無人平臺與負載系統之間的自動收放；所述數據分析模塊，對負載系統采集到的數據進行實時分析，并將分析結果同步至數據顯示模塊；所述數據鏈系統，用于智能中控系統、定位系統、導航系統、負載系統以及收放系統相互之間的通信；所述定位系統，用于定位任務坐標，并實時定位無人平臺和負載系統的位置信息；所述導航系統，確定任務目標后，根據環境信息，確定無人平臺和負載系統到達任務坐標點的運行航線；所述收放系統，負載在無人平臺上并與負載系統相匹配，用于將負載系統從無人平臺上進行釋放和歸位。

2.根據權利要求1所述的基于無人平臺作業的智能控制系統，其特征在于：所述數據鏈系統包括加密層、壓縮層和通信層；所述加密層采用非對稱密鑰的方式進行端對端加密；所述壓縮層，利用有損/無損變換編解碼或預測編解碼的方法對數據進行保真壓縮；所述通信層，智能中控系統、定位系統、導航系統、負載系統以及收放系統之間的通信數據通過加密和壓縮后，通過通信層進行傳輸。

3.根據權利要求1所述的基于無人平臺作業的智能控制系統，其特征在于：所述定位系統包括無線電定位模塊、聲納定位模塊和自主定位模塊；無線電定位模塊接收衛星或基站發送的無線電波進行定位；在無法使用無線電定位的介質中，利用聲納定位模塊完成多普勒或差分分米級別的定位；無線電定位和聲納定位均無法實施時，自主定位模塊通過慣性測量儀和指南針完成自主慣性定位、通過攝像頭完成視覺定位。

4.根據權利要求1所述的基于無人平臺作業的智能控制系統，其特征在于：所述導航系統包括由激光雷達、攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達和全球導航衛星系統/慣性測量儀組成的環境信息采集模塊、存儲在智能中控系統或負載系統上并結合環境信息采集模塊實時生產的協同模塊、以及通過融合環境信息和協同模塊數據來穩定無人平臺和負載系統實現收放作業時無人平臺航線的航線維持模塊。

5.根據權利要求1所述的基于無人平臺作業的智能控制系統，其特征在于：所述負載系統分為空中、水面和水下三種，包括負載模塊和收放子模塊，所述收放系統對應負載系統的類型，包括收放母模塊。

6.根據權利要求1-5所述的任一項所述的基于無人平臺作業的智能控制系統的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1通過定位系統定位目標任務的坐標，然后由智能中控系統向無人平臺發送執行任務指令，無人平臺啟動自身的導航系統自動航行至指定的任務坐標點，智能中控系統的智能控制模塊通過收放系統將負載系統從無人平臺上釋放，負載系統進行作業；

S2負載系統作業過程中，持續通過數據鏈系統將數據發送給智能中控系統，智能中控系統的數據分析模塊對負載系統采集到的數據進行實時分析，并將分析結果同步至數據顯示模塊，同時，數據顯示模塊實時顯示地圖、任務導航信息、監控上述各系統的運行情況、以及收集無人平臺和負載系統發送的聲納、視頻、雷達和環境感知信息；

S3負載系統完成任務后，通過數據鏈系統向智能中控系統報告位置信息，智能控制模塊利用定位系統共享無人平臺和負載系統的位置信息，控制無人平臺和負載系統航行至對接區域，然后負載系統通過自身的收放子模塊與無人平臺上的收放母模塊進行對接，完成負載系統的收回工作；

S4負載系統收回后，無人平臺利用導航系統返航。