[發明專利]跨介質航行器的跨域控制系統、方法、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202310418571.6
• 申請日: 2023-04-19
• 公開（公告）號: CN116125899B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 段慧玲;李宏源;鄒勇;呂鵬宇;譚湘葵;李秉臻;陳明;成名
• 申請（專利權）人: 北京大學;北京大學南昌創新研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;B60F5/02
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 彭瓊

1.一種跨介質航行器的跨域控制系統，其特征在于，包括：

通信單元，與決策單元通過預設串口連接，用于接收岸基站發送的跨域控制指令，并將所述跨域控制指令發送給所述決策單元；

所述決策單元，用于解析所述跨域控制指令，確定跨介質航行器當前所處的第一航行模態以及所述跨域控制指令中目標點對應的第二航行模態；

信息感知單元，與所述決策單元通過預設網口和所述預設串口連接，用于分別獲取所述跨介質航行器在所述第一航行模態和所述第二航行模態下的航行狀態參數信息；

所述決策單元，還用于基于所述跨介質航行器在所述第一航行模態和所述第二航行模態下的航行狀態參數信息，確定所述跨介質航行器中每個執行機構的狀態調整參數；

執行單元，與所述決策單元通過控制器局域網絡連接，用于根據所述每個執行機構的狀態調整參數，調整所述跨介質航行器的航行狀態，以使所述跨介質航行器向所述目標點航行。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述航行狀態參數包括以下至少一項：飛行高度、下潛深度、航行速度、航行方向、航行姿態、位置坐標、水下環境、航行模態；

所述信息感知單元至少包括以下一項：氣壓檢測模塊、深度檢測模塊、測速模塊、光纖慣導、北斗定位模塊、聲吶模塊、入水檢測模塊；

所述氣壓檢測模塊，用于基于氣壓與飛行高度的變化關系，確定所述跨介質航行器在空中航行模態下航行時的飛行高度；

所述深度檢測模塊，用于利用深度傳感器檢測所述跨介質航行器在水下航行模態下航行時的下潛深度；

所述測速模塊，用于根據多普勒測速儀檢測所述跨介質航行器在所述水下航行模態或水面航行模態的航行速度，以及根據空速管檢測所述跨介質航行器在所述空中航行模態的航行速度；

所述光纖慣導，用于測量所述跨介質航行器在不同航行模態下的航行姿態和航行方向；

所述北斗定位模塊，用于獲取所述跨介質航行器當前所處的位置坐標以及所述目標點的位置坐標；

所述聲吶模塊，用于檢測所述跨介質航行器在所述水下航行模態下航行時的水下環境；

所述入水檢測模塊，用于根據所述跨介質航行器的頂部和底部裝載的入水檢測傳感器的電位變化，確定所述跨介質航行器的航行模態。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述信息感知單元還包括漏水檢測模塊和電壓電流檢測模塊；

所述漏水檢測模塊，用于根據裝載在所述跨介質航行器的艙段連接處的漏水檢測傳感器，檢測所述跨介質航行器是否漏水，并將漏水信息反饋給所述岸基站，等待所述岸基站的應急保護控制指令；

所述電壓電流檢測模塊，用于根據裝載在所述跨介質航行器的頭端的壓力計和電流電壓檢測傳感器，檢測所述跨介質航行器的跨域控制系統的運行狀態是否異常，并將異常信息反饋給所述岸基站，等待所述岸基站發送的所述應急保護控制指令。

4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述通信單元包括數據傳輸模塊、北斗衛星通信模塊、無線電通信模塊和水聲通信機；

所述無線電通信模塊，用于接收所述岸基站發送的所述跨域控制指令，并將所述跨域控制指令發送給所述決策單元，以使所述決策單元對所述跨域控制指令進行解析；

所述數據傳輸模塊，用于將所述信息感知單元獲取的所述跨介質航行器的所述航行狀態參數信息傳輸至所述決策單元和所述岸基站，以使所述決策單元確定所述跨介質航行器中每個執行機構的狀態調整參數；

所述北斗衛星通信模塊，用于在所述執行單元調整所述跨介質航行器的航行狀態時，向所述岸基站實時傳送所述跨介質航行器的航行狀態；

所述水聲通信機，用于所述跨介質航行器在所述水下航行模態下航行時與所述岸基站進行通信，以接收所述岸基站發送的所述跨域控制指令。