一种模块化无人艇.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110316327A(43)申请公布日2019.10.11(21)申请号201910659092.7(22)申请日2019.07.22(71)申请人山东丛林凯瓦铝合金船舶有限公司地址264000山东省烟台市龙口市丛林工业区(72)发明人马德良高伟孔祥华刘振兴翟红艳曹文华刁鑫恒王凤英(51)Int.Cl.B63B35/00(2006.01)B63B49/00(2006.01)G05D1/02(2006.01)权利要求书4页说明书18页附图6页(54)发明名称一种模块化无人艇(57)摘要本发明属于无人艇技术领域，公开了一种模块化无人艇，包括无人艇平台，无人艇平台上设有控制系统、任务载荷和综合信息系统，各系统通过光纤总线联系在一起；无人艇平台是模块化无人艇的主体，包括船体、轮机和电气系统，轮机包括推进机械设备和发电机组，轮机和电气系统安装在船体上，船体从头到尾依次设有水密舱、压载水舱、补给舱、机舱和喷泵舱，本发明无人艇采用开放式系统、模块化设计，各型无人艇采用统一的通用艇体平台，艇载任务设备间采用光纤总线结构，各任务设备采用标准化模块结构和通用总线接口形式，通过光纤总线连成统一整体，代替人在恶劣或者危险环境下执行巡逻护卫、海洋执法、搜寻救助、水质监测和水文地理勘察等任务。CN110316327ACN110316327A权利要求书1/4页1.一种模块化无人艇，其特征在于：包括无人艇平台，所述无人艇平台上设有控制系统、任务载荷和综合信息系统，各系统通过光纤总线联系在一起；所述无人艇平台是模块化无人艇的主体，包括船体、轮机和电气系统，所述轮机包括推进机械设备和发电机组，所述轮机和电气系统安装在船体上，所述船体采用深V型船体，所述船体包括舷侧、甲板、船底和内底，舷侧、甲板、船底和内底为纵骨架结构，所述船体从头到尾依次设有水密舱、压载水舱、补给舱、机舱和喷泵舱；所述控制系统包括艇控系统、测控地面站，所述艇控系统由感知与融合子系统和航行控制管理子系统组成，所述任务载荷包括基本任务载荷和专用任务模块，所述综合信息系统包括无线通信系统和总线综合信息系统。2.根据权利要求1所述的一种模块化无人艇，其特征在于：所述船体上安装有配重，所述船体为全船封闭、高浮力自扶正和立体感式上下隔舱式结构；所述船体及甲板室材料采用全铝合金材料，所述船体骨材材料采用挤压成型铝合金型材；所述船体的两舷和船体首部设有D型橡胶护舷，所述机舱的艉甲板上开有机舱口；所述水密舱上方安装有减摇仪，所述补给舱内安装有油箱、发电机和声呐，所述喷泵舱内安装有喷泵，所述船体上方安装有雷达、光学球、避碰探测装置、卫通天线、短波天线和超短波天线。3.根据权利要求1所述的一种模块化无人艇，其特征在于：所述测控地面站包括实物型远程驾控监测台和三维虚拟远程驾控平行系统，分别满足无人艇航行操控相关工作和任务载荷操控相关工作，所述实物型远程驾控监测台包括航行操控台和任务操控台，所述测控地面站用于对模块化无人艇进行艇体及艇上任务设备进行遥控、遥测，实现岸基的远程驾控与监测功能，工作时无人艇既根据事先设定的航路自主航行或通过测控地面站遥控，所述测控地面站通过无线链路接收无人艇平台的位置、工作状态等实现对其远程遥控。4.根据权利要求1所述的一种模块化无人艇，其特征在于：所述感知与融合子系统包括信号接口模块和信息融合模块，所述信号接口模块完成船体自身状态信号及在航环境信号的感知，所述信息融合模块保障无人艇在自主航行时，在对自身状态及在航环境做到有效感知的前提下，对不同类型数据做融合处理，为后续的航行决策及控制执行部分提供简单并可靠的依据；所述信号接口模块包括船体自身状态信号和在航环境感知信号，所述船体自身状态信号包括发动机转速监控模块、喷泵角度监控模块、姿态感知模块和GPS信号模块；所述发动机转速监控模块实时监控无人艇发动机转速值参数，根据实际需求改变转速值以完成喷泵量；所述喷泵角度监控模块根据无人艇航向要求，实时监控喷泵角度，为后续喷泵角度调整提供依据；所述姿态感知模块实时记录无人艇航向信息和自身姿态信息；所述GPS信号模块利用船载高精度差分GPS系统并结合电子海图对无人艇进行定位；所述在航环境感知信号包括视频监控模块、雷达监控模块、AIS模块和罗盘GIS、GPS和北斗模块，所述雷达监控模块用于对航海岸线及远距离目标进行感知，所述AIS模块能接收航道内其他船舶发送的AIS信号；所述罗盘GIS、GPS和北斗模块为利用船载罗盘、高精度差分GPS和北斗系统并结合GIS信息对无人艇进行定位、导航，实现地形匹配功能；所述信息融合模块包括信号接口控制箱和信息融合处理主机，所述信号接口控制箱用于采集全艇装备的运行工况信息以及传感器信号，并将其转换为统