[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

本發明提供一種基于無人平臺作業的智能控制系統，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；可以代替人工在各種負載的環境里實現探測和作業，并自動完成無人平臺和負載系統的收放工作；另外，本發明還提供一種該智能控制系統的控制方法，可以適應大多數的氣象環境，全程可以實現無人力參與部署調試及維護。

技術領域

本發明涉及一種基于無人平臺作業的智能控制系統及控制方法，屬于人工智能技術領域。

背景技術

隨著科技的發展與進步，先進的AI人工智能技術領域促進了無人船，水中機器人，無人飛行器等各種無人載具的高速發展。相關技術的應用，比如無人船水質自動檢測，無人機航拍，水下機器人油井作業也日漸廣泛。

然而無人載具在復雜的實際環境中應用存在一個普遍的收放部署問題，要么無法適應大多數氣象環境，要么需要投入大量的人力參與部署調試以及維護等工作，無法完成大規模經濟適用的無人作業。以傳統漁民在海上展開漁情探測及捕撈作業為例， 漁民需親自開著船帶著捕撈漁具，天氣不好可能會遇到大風大浪，天氣好又要頂著太陽暴曬，作業環境不僅辛苦而且危險。一種可行的解決方案是通過無人船搭載自主水下航行器AUV(Automated Underwater Vehicle)或者其他負載的方法，可替代人工在各種復雜環境下實現漁情探測及捕撈作業。

發明內容

本發明為了解決現有技術中存在的上述缺陷和不足，提供了一種基于無人平臺作業的智能控制系統及控制方法。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于無人平臺作業的智能控制系統，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。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，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。

另外，本發明還提供了上述的基于無人平臺作業的智能控制系統的控制方法，包括以下步驟：