[發明專利]自主潛航器容遲探測系統及方法

有效

• 申請號: 202011230734.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112347070B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 李晶;于化鵬;王凱
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院;中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: G06F16/182
• 分類號: G06F16/182;G06F16/51;G06T5/00;G05D1/06
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 劉明華

本發明涉及一種自主潛航器容遲探測系統及方法，包括通信裝置、容遲探測裝置以及終端，容遲探測裝置通過通信裝置與終端連接；數據模塊獲取多個傳感器采集的數據并解析保存；目標識別模塊根據采集的數據對水底目標進行延遲探測與分析；目標識別模塊還接收協同控制模塊發送的待檢測目標的相關信息，以更新任務目標數據或對目標再次確認；協同控制模塊根據通信裝置獲取任務信息；任務管理模塊根據任務信息進行任務分解與航路點的選擇并發送至潛航器執行；本發明能夠有效利用多種傳感器采集的數據，提高了任務執行效率；采用通信裝置實現數據與任務的交互，增強任務的擴展性；采用數據模塊提高歷史數據的利用率并能采集實時數據。

技術領域

本發明屬于潛航器探測技術領域，具體涉及一種自主潛航器容遲探測系統及方法。

背景技術

水下無人自主潛航器探測技術是未來海洋勘探、輔助導航以及戰術偵查的重要發展方向，但海洋環境惡劣復雜，通信手段單一且可靠性低，傳統的AUV數據采集及控制系統無法滿足大規模集群的協同控制與信息共享的需求。

傳統AUV的多源傳感器系統包含導航信息、探測信息、輔助信息和其他信息，其中，導航信息包括慣性導航、測速儀、磁探儀等，探測信息包括前視聲吶、側掃聲吶等聲學探測設備，輔助信息包括重力儀、深度傳感器等，其他信息包括狀態監測信息等各類與導航控制無關的信息。數據采集系統與多源傳感器進行交互來獲得AUV的位置、速度、姿態、深度、前視圖像、側掃圖像、重力、狀態等各種信息。控制模塊使用這些信息對AUV的任務信息和推進控制系統做出調整。同時，數據采集系統和控制模塊通過通信裝置將AUV的全部信息傳輸給岸上控制終端，能夠實時發布控制指令和狀態顯示。但是上述AUV架構存在以下問題：

(1)傳感器類型復雜，接口不統一，數據檢索與數據同步困難。目前常用的輸入/輸出接口包括各種類型的全雙工/半雙工串口、網口等等，都需要符合各自的協議和存取規范，數據獨立保存后檢索非常復雜，傳感器之間的數據關聯性低下，數據反演幾乎不可能，往往只能上岸離線處理，任務執行效率不高。

(2)水下AUV通信手段單一，延遲較大，連接時斷時續，且單一節點存儲容量和能量有限。基于傳統架構的數據采集可靠性和容錯性都無法保障，可擴展性也較差。

(3)傳統的探測系統架構往往很難兼顧實時性，對歷史數據的利用率低，算法的在線研究較為滯后。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種自主潛航器容遲探測系統及方法，以解決現有技術中潛航器容遲探測成本高、靈活性差一級可靠性低的問題。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案：一種自主潛航器容遲探測系統及方法，包括：通信裝置、容遲探測裝置以及終端，所述容遲探測裝置通過通信裝置與所述終端連接；

所述容遲探測裝置包括：數據模塊、目標識別模塊、協同控制模塊和任務管理模塊；

所述數據模塊用于獲取多個傳感器采集的數據并解析保存；

所述目標識別模塊用于根據所述數據對水底目標進行延遲探測與分析，獲取目標數據并標志置信度，將所述目標數據和置信度存儲至所述數據模塊；所述目標識別模塊還用于接收所述協同控制模塊發送的待檢測目標的相關信息，以對目標再次確認，更新所述數據模塊的目標數據及置信度；

所述協同控制模塊用于根據所述通信裝置獲取任務信息、讀取數據模塊保存的歷史數據以及改變所述目標識別模塊的目標數據；

所述任務管理模塊用于根據所述任務信息進行任務分解與航路點的選擇并發送至潛航器執行。

進一步的，所述數據模塊，包括：

多傳感器數據獲取單元，用于獲取多個傳感器采集的數據；

協議解析單元，用于對所述數據進行相應的協議解析；所述協議解析包括數據解碼或數據反序列化；