用于水下无人航行器的岸基/水面信息显控系统及方法_2

文档序号:8365849阅读:来源:国知局
到几公里的水声通信、几公里至十几公里的无线电通信和微波通信乃至几百公里范围内的卫星通信等等,保证了岸基/水面信息显控系统与水下无人航行器的通信实现无缝覆盖通信,并实现了微波通信在十几公里范围内的视频稳定传输,保证了对水下无人航行器的实时、有效监控。
[0046]4.简单、坚固、通用的柜体结构设计,使其在水面船只上安装、使用十分方便,设备均安装于柜体内部托板上,便于进行内部设备的拆卸和维护。
[0047]5.岸基/水面信息显控系统稳定安全,可防止误操作。其中操控单元按钮采用内嵌下压式,防止误操作发送错误指令;在岸基/水面信息显控系统中安装了水面监控软件,人机界面友好、操控简单、运行可靠;操控单元与水面监控软件配合使用,操控单元控制指令需通过水面监控软件确认后才可发送,这样可避免操控单元误操作带来的不利影响,提高了系统的安全性。
【附图说明】
[0048]图1为本发明的结构示意图;
[0049]图2为本发明的柜体结构示意图;
[0050]图3为本发明的坡形工作台结构示意图;
[0051]图4为本发明的开关面板示意图;
[0052]图5为本发明的内部设备连接示意图;
[0053]图6为本发明的水面监控软件组成、功能示意图;
[0054]图7为数据采集和解析流程图;
[0055]图8为数据融合过程流程图;
[0056]图9为图形显示模块程序流程图;
[0057]其中I为柜体、2为无线电台、3为卫星通讯模块、4为微波通信模块、5为卫星导航单元、6为水声通信设备、7为水面线缆、8为电源控制盒、9为工控计算机、10为操控单元、11为开关面板、12为显示单元、13为、14为竖梁、15为吊环、16为挡板、17为减震器、18为托板、19为后门、20为接线孔、21为底板、22为天线接线孔、23为坡形工作台由方向盘、24为防水键盘、25为控制按钮、26为紧急停止开关、27为四相操纵杆、28为微调鼠标、29为双推杆、30为鼠标、31为保险丝、32为电源总开关、33为指示灯、34为USB接口、35为网络接口、36为电源控制按钮。
【具体实施方式】
[0058]下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0059]如图1所示为本发明的结构示意图,由柜体1、无线电台2、卫星通讯模块3、微波通信模块4、卫星导航单元5、水声通信设备6、水面线缆7、电源控制盒8、工控计算机9、操控单元10、开关面板11、显示单元12组成,其中无线电台2、卫星通讯模块3、微波通信模块4、水声通信设备6、电源控制盒8、工控计算机9、显示单元12固定安装在柜体I的内部,开关面板11安装于柜体I上,卫星导航单元5、操控单元10安装于柜体I外部坡形工作台13上,水面线缆7安装于柜体I外部。无线电台2实现无线电通信、卫星通讯模块3实现卫星通信、微波通信模块4实现微波通信、水声通信设备6实现水声通信,水面线缆通过有线通信方式与工控计算机进行通信,这5种设备组成岸基/水面信息显控系统融合通信系统,可将水下无人航行器的视频、状态等信息从几米到几百公里的范围内传送到岸基/水面信息显控系统,如果水下无人航行器在水面工作,可通过无线电通信、卫星通信、微波通信三种方式将水下无人航行器的状态信息传回岸基/水面信息显控系统,尤其可实现在十几公里范围内的视频数据非视距传输,解决了以往的水下无人航行器水面信息显控设备无线通信一旦被遮挡便无法通信的难题;如果水下无人航行器在水下工作,可通过水声通信、水面线缆将水下无人航行器的状态信息传回岸基/水面信息显控系统。以上无线通信、水声通信、有线通信的多种通信方式相融合实现了岸基/水面信息显控系统与水下无人航行器的可靠通信。
[0060]工控计算机板卡包括:模数转换板卡、串口板卡、I/O板卡。
[0061]工控计算机9可实现将采集到的多种通信方式的水下无人航行器状态信息融合处理后送到显示单元12显示出来,同时将操控信息及其它控制信息通过多通信网络发送到水下无人航行器,实现对其监视和操控。
[0062]图2为岸基/水面信息显控系统柜体结构示意图,由坡形工作台13、竖梁14、吊环15、挡板16、减震器17、托板18、后门19、接线孔20、底板21、天线接线孔22组成,其中吊环15便于系统搬运,减震器17对系统进行减震作用。
[0063]图3为岸基/水面信息显控系统操控单元结构示意图。坡形工作台由方向盘23、防水键盘24、控制按钮25、紧急停止开关26、四相操纵杆27、微调鼠标28、双推杆29、鼠标30组成,各器件与坡形工作台之间均密封。
[0064]图4为岸基/水面信息显控系统开关面板示意图,开关面板6由保险丝31、电源总开关32、指示灯33、USB接口 34、网络接口 35、电源控制按钮36组成,各器件与开关面板之间均密封。
[0065]图5为岸基/水面信息显控系统内部设备连接示意图,其中无线电台2实现无线电通信、卫星通讯模块3实现卫星通信、微波通信模块4实现微波通信、水声通信设备6实现水声通信,水面线缆7实现有线通信,这5种设备组成水面信息显控系统多通信模块,实现与水下无人航行器的可靠通信,工控计算机9是信息显控系统的核心部分,与多通信模块及操控单元10连接,可以将采集到的多种通信方式的水下无人航行器状态信息送到显示单元12显示出来,同时将操控单元10的操控信息及其它控制信息通过多通信模块发送到水下无人航行器,实现对其监视和操控。电源控制盒8、开关面板11为整个水面信息显控提供能源及供电控制;操控单元10为工控计算机9提供操控信息;卫星导航单元5给出岸基/水面信息显控系统的当前位置信息,通过工控计算机9处理后得到与水下无人航行器的相对距离和位置,在显示单元12显示出来,为岸基/水面信息显控系统监控提供帮助。
[0066]图6为岸基/水面信息显控系统水面监控软件组成、功能示意图,方式通过水面监控软件进行信息融合、处理与显示。工控计算机的模块由数据通讯模块、数据融合模块、图形显示模块、命令决策模块组成,数据通讯模块主要负责对多通信网络进行数据采集、解析工作,数据融合模块主要负责数据融合,并将结果提供给图形显示模块与命令决策模块。命令决策模块主要负责数据交互和命令发送。数据融合模块根据多通信模块各设备通讯状态将数据通讯模块采集的数据按照融合算法进行数据融合,并将结果提供给图形显示模块与命令决策模块。图形显示模块主要负责将数据融合模块提供的数据信息以动画形式在显示单元上进行显示。
[0067]图7为数据通讯模块、命令决策模块程序框图。数据通讯模块首先初始化与多通信模块交互的各通讯线程参数,初始化工控计算机各板卡参数,然后各线程每个周期都会查询自身的消息队列是否有命令决策模块发送过来的消息存在,如果有消息、与设备通讯的线程会通过自身的通讯信道将命令发送出去。处理完消息队列之后,采集工控计算机板卡信息,进而更新,与多通信模块通讯的线程会将各自通讯信道上的数据从缓冲区取出并进行解析,将解析后的数据发送给命令决策模块,将需要融合的数据提交给数据融合模块。
[0068]图8为数据融合模块程序框图。首先初始化融合算法
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1