[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于無(wú)人船的數(shù)據(jù)智能處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110543542.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113443083B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦世偉;孫炎;請(qǐng)求不公布姓名;包揚(yáng)娟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B63B35/00
• 分類(lèi)號(hào): B63B35/00;B63B39/00;G01D21/02;H04W4/38;H04W4/42;H02H3/08;H02H3/06
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)人船智能數(shù)據(jù)處理裝置，主要包括姿態(tài)傳感器、異步控制模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊三部分，通過(guò)多接口與無(wú)人船上的RTK和單波束測(cè)深儀相連，在無(wú)人船作業(yè)時(shí)讀取三維坐標(biāo)和水深數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的校準(zhǔn)與傳輸工作。姿態(tài)傳感器主要負(fù)責(zé)測(cè)量無(wú)人船在工作時(shí)的三軸角度，然后通過(guò)串口傳輸?shù)窖b置內(nèi)部的主控芯片中進(jìn)行姿態(tài)數(shù)據(jù)的處理和保存。異步控制模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)RTK、測(cè)深儀以及姿態(tài)數(shù)據(jù)的同頻率接收。數(shù)據(jù)傳輸模塊在接收到數(shù)據(jù)信號(hào)后通過(guò)5G信號(hào)實(shí)時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)至本地上位機(jī)或者云端服務(wù)器。該裝置采用5G通訊技術(shù)、智能濾波先進(jìn)技術(shù)手段，操作簡(jiǎn)便，設(shè)計(jì)智能，可開(kāi)發(fā)程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多因素干擾條件下無(wú)人船測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)與傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于無(wú)人船的多功能數(shù)據(jù)智能處理裝置，涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，可輔助無(wú)人船應(yīng)用于河道、水庫(kù)、礦區(qū)等水下三維地形的測(cè)量工作中。裝置通過(guò)對(duì)無(wú)人船測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)濾波校準(zhǔn)，能為無(wú)人船的大規(guī)模應(yīng)用提供技術(shù)支持。

背景技術(shù)

隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)和智能化發(fā)展步伐的加快，我國(guó)對(duì)于水下地形測(cè)繪與監(jiān)測(cè)工作的精度與時(shí)效性要求越來(lái)越高，水下地形測(cè)量的精確性和快速性已成為制約水利工程建設(shè)速度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)測(cè)繪領(lǐng)域水下地形測(cè)量需要耗費(fèi)大量的人力、物力等資源，而無(wú)人船作為目前智能化與信息化的最新科研成果，能夠以遙控或自動(dòng)控制方式完成測(cè)繪等任務(wù)，具有吃水淺、機(jī)動(dòng)性高、能耗低等優(yōu)勢(shì)。然而，盡管目前用于河道、水庫(kù)水下地形測(cè)量的無(wú)人船設(shè)備得到了一定的研發(fā)支持，但完整的無(wú)人船數(shù)據(jù)智能處理裝置的相關(guān)發(fā)明仍比較缺乏。智能化與一體化是未來(lái)測(cè)量發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此研究設(shè)計(jì)便捷高效的無(wú)人船數(shù)據(jù)處理裝置并應(yīng)用于水下地形監(jiān)測(cè)，具有重要意義。并且隨著5G技術(shù)、智能控制技術(shù)以及相關(guān)濾波算法的發(fā)展，通過(guò)對(duì)智能數(shù)據(jù)處理裝置的研發(fā)，能夠促進(jìn)無(wú)人船從一種水面搭載平臺(tái)轉(zhuǎn)變?yōu)槎喙δ軘?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使其對(duì)人工干預(yù)的依賴(lài)性逐步降低，完全具備獨(dú)立、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)處理能力，并從控制端指令驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)逐步發(fā)展為事件驅(qū)動(dòng)型的分散式系統(tǒng)，可在一定程度上替代傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理工作。因此，研發(fā)高效科學(xué)的無(wú)人船信息處理裝置對(duì)我國(guó)水下地形數(shù)據(jù)的完善意義深遠(yuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)人船測(cè)量中存在的數(shù)據(jù)校正問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種基于無(wú)人船的數(shù)據(jù)智能處理裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)無(wú)人船數(shù)據(jù)的智能濾波與姿態(tài)修正，并且能夠?qū)崟r(shí)傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)。該裝置安裝簡(jiǎn)便、可靠性高，能有效提高無(wú)人船水下地形測(cè)量數(shù)據(jù)的處理速度和測(cè)量精度，具有良好的工程應(yīng)用前景。

為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于無(wú)人船的數(shù)據(jù)智能處理裝置，包括保護(hù)盒和設(shè)置于保護(hù)盒中的姿態(tài)傳感器、異步控制模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述保護(hù)盒采用耐腐蝕材料制成密封盒體，將姿態(tài)傳感器、異步控制模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊密封于保護(hù)盒內(nèi)；所述姿態(tài)傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)無(wú)人船的姿態(tài)參數(shù)；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)向異步控制模塊傳輸，所述異步控制模塊通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算和處理，然后數(shù)據(jù)傳輸模塊向無(wú)人船的控制系統(tǒng)輸出姿態(tài)校正信息；所述異步控制模塊還通過(guò)多接口與無(wú)人船上的RTK和單波束測(cè)深儀信號(hào)連接，在無(wú)人船作業(yè)時(shí)讀取三維坐標(biāo)和水深數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的校準(zhǔn)和通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸信息。本發(fā)明裝置外部使用鑄鋁保護(hù)盒，保護(hù)盒設(shè)計(jì)輕巧簡(jiǎn)便，接口處設(shè)置防水封條，避免裝置在無(wú)人船行駛過(guò)程中浸水短路。

優(yōu)選地，所述保護(hù)盒采用鑄鋁材料制成密封盒體，在保護(hù)盒內(nèi)側(cè)涂抹防水隔溫材料聚氨酯，形成隔水和保溫密封層。

優(yōu)選地，在其電源和GND之間加入自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，避免在所述數(shù)據(jù)智能處理裝置連接到無(wú)人船時(shí)因?yàn)榻泳€問(wèn)題導(dǎo)致短路，從而燒壞采集器零件的情況發(fā)生。本發(fā)明采用防止裝置，在安裝接頭時(shí)操作失誤導(dǎo)致短路，且其自動(dòng)恢復(fù)功能避免了保險(xiǎn)絲進(jìn)行更換時(shí)的頻繁操作，有效保護(hù)裝置的電子元件。

優(yōu)選地，所述自恢復(fù)保險(xiǎn)絲具有過(guò)流過(guò)熱保護(hù)，自動(dòng)恢復(fù)雙重功能，當(dāng)線路出現(xiàn)異常的大電流時(shí)，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的電阻會(huì)變大，產(chǎn)生高溫從而阻止電流的通過(guò)，當(dāng)溫度恢復(fù)正常時(shí)，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的電阻又變小，從而又恢復(fù)線路導(dǎo)通。