[發明專利]一種操縱試驗模型軌跡測繪系統和方法

在審

• 申請號: 202211522176.4
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115824202A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 張晨龍
• 申請（專利權）人: 上海船舶運輸科學研究所有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S5/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 高麗萍

1.一種操縱試驗模型軌跡測繪系統，其特征在于，包括船舶模型、設置在試驗水池岸邊的無線電波測距基站、設置在船舶模型上的無線電波應答基站以及與無線電波測距基站電纜連接的計算機終端，所述無線電波測距基站包括無線電波主測距基站以及與無線電波主測距基站無線連接的多個無線電波副測距基站，通過無線電波主測距基站和無線電波副測距基站構建坐標系；無線電波主測距基站以及各無線電波副測距基站均與無線電波應答基站無線連接，所述無線電波主測距基站、無線電波副測距基站和無線電波應答基站相互之間的高度差小于預設的高度閾值；

基于超寬帶無線通信技術，由設置在試驗水池岸邊的無線電波主測距基站和/或各個無線電波副測距基站發射無線電波，設置在船舶模型上的無線電波應答基站接收所述無線電波并將接收到的無線電波再發送回岸邊的所述無線電波主測距基站和/或各個無線電波副測距基站，無線電波主測距基站以及各個無線電波副測距基站通過各自的微控制器計算出船舶模型的位置信息；各個無線電波副測距基站將計算出的位置信息發送至無線電波主測距基站，所述無線電波主測距基站將自身計算出的位置信息以及接收的各個無線電波副測距基站計算出的位置信息均發送至計算機終端；

所述計算機終端接收各位置信息并基于搭載的Labview程序進行數據解析計算得到每個時刻船舶模型的位置坐標，根據位置坐標測繪出某一時間段內船舶模型的運動軌跡并進行展示。

2.根據權利要求1所述的操縱試驗模型軌跡測繪系統，其特征在于，還包括均設置于船舶模型上的陀螺儀傳感器、舵機驅動器和運動控制器，所述陀螺儀傳感器和舵機驅動器均與所述運動控制器電連接；

當船舶模型進行試驗時，運動控制器控制舵機驅動器使船舶模型運動，陀螺儀傳感器記錄船舶模型整個試驗過程的航向角和舵機的舵角并發送給運動控制器，運動控制器將航向角和舵角發送至計算機終端，計算機終端接收并記錄航向角和舵角進行計算與分析并測繪出以時間為橫坐標，以航向角和舵角為縱坐標的時間序列圖。

3.根據權利要求1所述的操縱試驗模型軌跡測繪系統，其特征在于，所述無線電波主測距基站和三個無線電波副測距基站分別設置在試驗水池的岸邊四角處，以無線電波主測距基站為原點且無線電波主測距基站分別與相鄰的兩無線電波副測距基站相連構成坐標系的兩個直角邊，通過相互協同測量出無線電波主測距基站和各個無線電波副測距基站分別與無線電波應答基站間的距離，以提高測量的精確性和穩定性。

4.根據權利要求3所述的操縱試驗模型軌跡測繪系統，其特征在于，微控制器根據無線電波主/副測距基站發射無線電波信號的第一時間節點、船舶模型航行時無線電波應答基站接收到無線電波信號的第二時間節點、無線電波應答基站再發送回岸邊無線電波主/副測距基站的第三時間節點、無線電波主/副測距基站收到無線電波信號的第四時間節點，以及無線電波的傳輸速度分別計算出無線電波主/副測距基站與無線電波應答基站間的距離。

5.根據權利要求1至4之一所述的操縱試驗模型軌跡測繪系統，其特征在于，所述無線電波應答基站設置在船舶模型重心位置。