[發(fā)明專利]一種自主水下航行器和載人潛水器的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210717256.9
• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN115167485A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊磊;張同偉;王向鑫;趙晟婭;沈鵬;劉曉輝;李正光
• 申請（專利權(quán)）人: 國家深海基地管理中心
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 王月松

本發(fā)明提供了一種自主水下航行器和載人潛水器的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，涉及潛水器協(xié)同控制技術(shù)領(lǐng)域，水面控制裝置用于獲取母船的位置，并將多個自主水下航行器獲取的母船下預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的海底數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，得到母船位置處的海底地圖以確定目標(biāo)探測位置；水面控制裝置用于獲取并發(fā)送目標(biāo)探測位置、探測指令和載人潛水器的位置至載人潛水器；載人潛水器用于根據(jù)載人潛水器的位置和目標(biāo)探測位置進(jìn)行路徑規(guī)劃，在目標(biāo)探測位置處按照探測指令進(jìn)行探測。本發(fā)明通過設(shè)置水面控制裝置以及與載人潛水器和自主水下航行器總數(shù)相等的水下數(shù)字水聲通信模塊，能夠完成自主水下航行器和載人潛水器協(xié)同作業(yè)，提高大范圍深海探測的探測效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及潛水器協(xié)同控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自主水下航行器和載人潛水器的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

潛水器是深海科學(xué)研究和考察作業(yè)必不可少的運載裝備。潛水器可分為載人潛水器(HOV)和無人潛水器。無人潛水器包括遙控潛水器(ROV)、自主水下航行器(AUV)、自主遙控潛水器(ARV)和自主水下滑翔機(AUG)等。其中，載人潛水器在深海作業(yè)中可以充分發(fā)揮人類的智慧，能夠快速、準(zhǔn)確地將人類運送到海底，AUV則適合于海洋的大規(guī)模掃測，由自身攜帶的電池供電，并通過預(yù)先編程設(shè)置水下任務(wù)。然而，當(dāng)面對大范圍且時效性要求較高的任務(wù)時，單臺潛水器或單一類型潛水器集群無法滿足探測要求，往往需要同類或不同類潛水器相互協(xié)同作業(yè)才能完成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種自主水下航行器和載人潛水器的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，能夠控制自主水下航行器和載人潛水器協(xié)同作業(yè)，提高大范圍深海探測的探測效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種自主水下航行器和載人潛水器的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，包括：

水面控制裝置、母船、載人潛水器、多個自主水下航行器和多個水下數(shù)字水聲通信模塊；

所述載人潛水器和每個所述自主水下航行器上分別設(shè)置有一個所述水下數(shù)字水聲通信模塊；多個所述水下數(shù)字水聲通信模塊均與所述水面控制裝置連接；所述水面控制裝置設(shè)置在所述母船上；

所述自主水下航行器用于獲取母船下預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的海底數(shù)據(jù)，并將所述母船下預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的海底數(shù)據(jù)通過所述水下數(shù)字水聲通信模塊傳輸至所述水面控制裝置；

所述水面控制裝置用于獲取所述母船的位置，并將多個自主水下航行器獲取的母船下預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的海底數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，得到母船位置處的海底地圖；所述海底地圖用于確定目標(biāo)探測位置；

所述水面控制裝置用于獲取并發(fā)送目標(biāo)探測位置、探測指令和載人潛水器的位置至所述載人潛水器；

所述載人潛水器用于根據(jù)載人潛水器的位置和目標(biāo)探測位置進(jìn)行路徑規(guī)劃，在目標(biāo)探測位置處按照探測指令進(jìn)行探測。

可選的，所述自主水下航行器的數(shù)量為兩個。

可選的，所述探測指令包括傳感器放置指令和取樣指令；

所述載人潛水器接收到傳感器放置指令時根據(jù)傳感器放置指令確定傳感器的指定種類，并在目標(biāo)探測位置處放置指定種類的傳感器；

所述載人潛水器接收到取樣指令時在目標(biāo)探測位置處進(jìn)行取樣。

可選的，所述水面控制裝置包括：

指令獲取模塊、目標(biāo)探測位置獲取模塊、控制模塊、水上數(shù)字水聲通信模塊和導(dǎo)航定位模塊；

所述控制模塊分別與所述指令獲取模塊、所述水上數(shù)字水聲通信模塊和所述導(dǎo)航定位模塊連接；

所述述指令獲取模塊用于獲取所述探測指令；

所述導(dǎo)航定位模塊用于獲取所述母船的位置、載人潛水器的位置以及每個所述自主水下航行器的位置；