一种自平衡装置、无人航行器及其控制系统的制作方法

本发明属于无人航行器技术领域，尤其涉及一种适用于无人航行器的自平衡装置、无人航行器及其控制系统。

背景技术：

水面或水下无人航行器因具有体积小、操作灵活、自主航行等特点，可在恶劣天气下替代人类执行多种危险人物，因而被广泛的应用于海洋科学研究、海洋资源勘探、军事侦查等领域。

水面或水下无人航行器做为一种运载平台，通过搭载不同的探测模块，可以完成各种海洋作业任务。然而无人航行器的制作以及设备的安装，很难保证无人航行器在水中的姿态平衡，往往会出现头重尾轻或头轻尾重以及向左或向右倾斜的状态。现有技术中，通常解决无人航行器姿态平衡的方法是：在无人航行器组装前，计算无人航行器各段所受浮力，称量无人航行器各段重量以及所载设备重量，通过合理分布所载设备以及压舱填块，来解决无人航行器姿态平衡的问题。这种方式往往效率低下，需要多次打开无人航行器来填充压舱填块，越来越不符合无人航行器所载探测设备模块化组装高效率发展的需要。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有自平衡装置、无人航行器及其控制系统存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明其中一个目的是提供一种能够实现无人航行器姿态自平衡装置，以便于无人航行器的调节。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种自平衡装置，包括，第一平衡件，包括第一固定件、横向电池组和纵向电池组，所述横向电池组与所述第一固定件相连接；控制单元，包括监测部件和处理模块，所述监测部件能够监测所述第一平衡件的两端横向倾角，所述处理模块接收所述监测部件的检测信号，通过调整所述横向电池组、纵向电池组和所述第一固定件之间的关系，调整所述第一平衡件。

作为本发明所述自平衡装置的一种优选方案，其中：所述第一固定件包括第一滑轨，所述第一滑轨分为第一横向滑轨和第二横向滑轨，所述第一横向滑轨和所述第二横向滑轨平行设置；所述横向电池组包括第一滑块，所述第一滑块分为第一横向滑块、第二横向滑块、第三横向滑块和第四横向滑块，所述第一横向滑块和所述第二横向滑块设置在所述横向电池组的一边，两者均与所述第一横向滑轨相配合，所述第三横向滑块和所述第四横向滑块设置在所述横向电池组的另一边，两者均与所述第二横向滑轨相配合。

作为本发明所述自平衡装置的一种优选方案，其中：还包括，第二平衡件，包括第二固定件，所述第二固定件放置在所述第一固定件下方，所述第二固定件包括第二滑轨，所述第二滑轨分为第一纵向滑轨和第二纵向滑轨，所述第一纵向滑轨和所述第二纵向滑轨平行设置。

作为本发明所述自平衡装置的一种优选方案，其中：所述纵向电池组包括第二滑块，所述第二滑块分为第一纵向滑块、第二纵向滑块、第三纵向滑块和第四纵向滑块，所述第一纵向滑块和所述第二纵向滑块设置在所述纵向电池组的一边，两者均与所述第一纵向滑轨相配合，所述第三纵向滑块和所述第四纵向滑块设置在所述纵向电池组的另一边，两者均与所述第二纵向滑轨相配合。

一种无人航行器，包括无人航行器，其特征在于：一种无人航行器，包括无人航行艇体，其特征在于：还包括，第一平衡件和第二平衡件设置在所述无人航行艇体的中间部分。

作为本发明所述无人航行器的一种优选方案，其中：驱动件，其包括第一驱动件和第二驱动件，所述第一驱动件放置在所述第一固定件的中间位置，所述监测部件检测到所述第一平衡件的两端横向倾角，通过所述第一驱动件调整所述第一平衡件；所述第二驱动件放置在所述第二固定件的中间位置，所述监测部件检测到所述第二平衡件的两端纵向倾角，通过所述第二驱动件调整所述第二平衡件。

一种应用于所述无人航行器的控制系统，包括，一用于监视无人航行器运动状态并选择无人航行器运动模式的岸基集成控制系统，所述岸基集成控制系统包括数据互通的一岸基通讯系统、一岸基处理系统、一对岸基通讯系统及岸基处理系统进行供电的岸基供电系统；和，一负责控制无人航行器运动的舰基集成控制系统，所述舰基集成控制系统包括数据互通的一舰基通讯系统、一舰基处理系统、一对舰基通讯系统、舰基处理系统及进行供电的舰基供电系统，所述舰基处理系统包括一与舰基通讯系统数据互通的舰基工控机，所述舰基工控机上连接有一避障系统、一运动控制系统、一位姿导航系统及一视觉系统。

作为本发明所述应用于所述无人航行器的控制系统的一种优选方案，其中：所述位姿导航系统包括，一用于实时定位无人航行器在水中位置的导航模块；一用于测量无人航行器在水中的方位、速度、加速度、角速率信息的微惯导位姿模块；以及，一用于测量无人航行器在水中下潜的深度以及无人航行器周围水的流速的深度流速传感器。

作为本发明所述应用于所述无人航行器的控制系统的一种优选方案，其中：所述运动控制系统包括，一用于改变无人航行器的运动方向以及在水中的上升、下潜的舰基系统；和，一为无人航行器的前进后退提供动力的主动力系统；其中，所述舰基系统包括控制单元。

作为本发明所述应用于所述无人航行器的控制系统的一种优选方案，其中：所述位姿导航系统包括，一用于实时定位无人航行器在水中位置的导航模块；一用于测量无人航行器在水中的方位、速度、加速度、角速率信息的微惯导位姿模块；以及，一用于测量无人航行器在水中下潜的深度以及无人航行器周围水的流速的深度流速传感器。

本发明的有益效果：当无人航行器处于水中，通过监测部件先检测无人航行器纵向倾角和横向倾角，并将检测结果传送到处理模块，并通过第一驱动件和第二驱动件分别带动横向电池组和纵向电池组相对于无人航行器位姿的变动，从而快速、有效、简单的调节无人航行器的姿态平衡，且通过电池平衡无人航行器，可节省出外加的平衡物件占用的空间，增大了有效携载容积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明自平衡装置第一个实施方式中所述第一平衡件的整体结构示意图；

图2为本发明自平衡装置第一个实施方式中所述第一平衡件中第一固定件的整体结构示意图；

图3为本发明自平衡装置第一个实施方式中所述第一平衡件的整体结构左视示意图；

图4为本发明自平衡装置第二个实施方式中所述第二平衡件的整体结构示意图；

图5为本发明自平衡装置第二个实施方式中所述第二固定件的整体结构示意图；

图6为本发明自平衡装置第三个实施方式中所述无人航行器的整体结构示意图；

图7为本发明所述控制系统的整体示意图；

图8为本发明图7所示实施方式中多传感器信息集成融合示意图；

图9为本发明图7所示实施方式中手操运动控制工作模式的流程图；

图10为本发明图7所示实施方式中巡航运动控制工作模式的流程图；

图11为本发明图7所示实施方式中视觉目标跟踪运动控制工作模式的流程图；

图12为本发明图5所示实施方式中自主避障运动控制工作模式的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明的一个实施方式如图1所示，图1为本发明第一种实施方式中所述自平衡装置的整体结构示意图，图中该装置包括第一平衡件100和控制单元200。

第一平衡件100包括第一固定件101、横向电池组102和纵向电池组103，且第一固定件101和纵向电池组103相连接，第一固定件101为固定板，支撑放置横向电池组102和纵向电池组103，其中，较佳的，第一固定件101为固定板，不容易产生弹性形变，例如，第一固定件101可以是板材，其中板材一般是采用2毫米以上的软质平面材料和厚度在0.5毫米以上的硬质平面材料。也可以采用抗压强度较大的钢材，钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料，若采用钢材，当横向电池组102放置到第一固定件101上后，钢材不容易发生形变。

较佳的，参照图2，第一固定件101包括第一滑轨101a，第一滑轨101a分为第一横向滑轨101a-1和第二横向滑轨101a-2，其中，第一横向滑轨101a-1和第二横向滑轨101a-2相互平行，且两者之间的距离小于等于横向电池组102的第一边a和第二边b之间的距离(参照图3)。其中，在该实施例中，第一横向滑轨101a-1和第二横向滑轨101a-2均可为单条滑道，也均可为双条滑道。横向电池组102包括第一滑块102a，第一滑块102a为第一横向滑块102a-1、第二横向滑块102a-2、第三横向滑块102a-3和第四横向滑块102a-4，结合图2和图3，第一横向滑块102a-1和第二横向滑块102a-2设置在横向电池组102的第一边a上，与第一横向滑轨101a-1相配合，第三横向滑块102a-3和第四横向滑块102a-4设置在横向电池组102的第二边b上，与第二横向滑轨101a-2相配合。需要说明的是，第一横向滑块102a-1和第二横向滑块102a-2可以合并为一个滑块，第三横向滑块102a-3和第四横向滑块102a-4可以合并成一个滑块，也就是说，可以在横向电池组102的第一边a上设置一个滑块与第一横向滑轨101a-1相配合，在横向电池组102的第二边b上设置另外一个滑块与第二横向滑轨101a-2相配合。横向电池组102通过第一横向滑块102a-1、第二横向滑块102a-2、第三横向滑块102a-3和第四横向滑块102a-4在第一横向滑轨101a-1和第二横向滑轨101a-2滑动，使得装置更平衡。

从控制结构角度看，第一平衡件100通过控制单元200建立“联系”。控制单元200包括监测部件201和处理模块202(在图中未表示出来)，监测部件201放置在第一固定件101的中间位置，且能够感知监测第一平衡件100两端的横向倾角，设定一个“预设值”，当监测部件201检测到第一平衡件100两端的横向倾角时反馈给处理模块202，处理模块202接收监测部件201的检测信号，优选的，处理模块202为基于单片机或者plc的微处理器，处理模块202根据设定的算法得出控制命令后，控制调整横向电池组102和第一固定件101之间的关系，调整第一平衡件100，使其平衡。

参照图4和图5，图4示出了本发明第二种实施方式所述自平衡装置的整体结构示意图，该实施例不同于第一个实施的是：在该实施例中还包括第二平衡件300，第二平衡件300包括第二固定件301。实施方案为：第二平衡件300包括第二固定件301，且第二固定件301放置在第一固定件101下方，第二固定件301为固定板，较佳的，第二固定件301包括第二滑轨301a，第二滑轨301a分为第一纵向滑轨301a-1和第二纵向滑轨301a-2，其中，第一纵向滑轨301a-1和第二纵向滑轨301a-2相互平行，且两者之间的距离小于等于第一固定件101的第三边c和第四边d之间的距离(参照图1)。其中，在该实施例中，第一纵向滑轨301a-1和第二纵向滑轨301a-2均可为单条滑道，也均可为双条滑道。参照图5，第一固定件101的下方设有包括第二滑块101b，第二滑块101b包括第一纵向滑块101b-1、第二纵向滑块101b-2、第三纵向滑块101b-3和第四纵向滑块101b-4，第一纵向滑块101b-1和第二纵向滑块101b-2设置在第一固定件101的第三边c上(参照图1)，与第一纵向滑轨301a-1相配合，第三纵向滑块101b-3和第四纵向滑块101b-4设置在第一固定件101的第四边d上(参照图1)，与第二纵向滑轨301a-2相配合。需要说明的是，第一纵向滑块101b-1和第二纵向滑块101b-2可以合并为一个滑块，第三纵向滑块101b-3和第四纵向滑块101b-4可以合并成一个滑块，也就是说，可以在第一固定件101的第三边c上设置一个滑块与第一纵向滑轨301a-1相配合，在第一固定件101的第四边d上设置另外一个滑块与第二纵向滑轨301a-2相配合。第一固定件101通过第一纵向滑块101b-1、第二纵向滑块101b-2、第三纵向滑块101b-3和第四纵向滑块101b-4在第一纵向滑轨301a-1和第二纵向滑轨301a-2滑动，使得装置更为平衡。较佳的，可以设置4组滑块，两侧各设置四个，保证滑行中，第一固定件101的稳定性。

参照图6，图6示出了将本发明第三种实施方式所述自平衡装置应用至无人航行器的整体结构示意图。该无人航行器包括无人航行艇体t，其还包括，如图1～5所示的自平衡装置，其中，第一平衡件100和第二平衡件300设置在无人航行艇体t的中间部分，其前端用于安装无人航行器作业设备，尾端为无人航向器提供动力并改变无人航行器运动方向。

具体的，在该实施例中包括第一平衡件100、控制单元200和第二平衡件300。第一平衡件100包括第一固定件101、横向电池组102和纵向电池组103，且第一固定件101和纵向电池组103相连接，第一固定件101为固定板，支撑放置横向电池组102和纵向电池组103。

参照图2，第一固定件101包括第一滑轨101a，第一滑轨101a分为第一横向滑轨101a-1和第二横向滑轨101a-2，其中，第一横向滑轨101a-1和第二横向滑轨101a-2相互平行，且两者之间的距离小于等于横向电池组102的第一边a和第二边b之间的距离(参照图3)。横向电池组102包括第一滑块102a，第一滑块102a为第一横向滑块102a-1、第二横向滑块102a-2、第三横向滑块102a-3和第四横向滑块102a-4，结合图2和图3，第一横向滑块102a-1和第二横向滑块102a-2设置在横向电池组102的第一边a上，与第一横向滑轨101a-1相配合，第三横向滑块102a-3和第四横向滑块102a-4设置在横向电池组102的第二边b上，与第二横向滑轨101a-2相配合。横向电池组102通过第一横向滑块102a-1、第二横向滑块102a-2、第三横向滑块102a-3和第四横向滑块102a-4在第一横向滑轨101a-1和第二横向滑轨101a-2滑动，使得装置平衡。

第二平衡件300包括第二固定件301，且第二固定件301放置在第一固定件101下方，第二固定件301为固定板，第二固定件301包括第二滑轨301a，第二滑轨301a分为第一纵向滑轨301a-1和第二纵向滑轨301a-2，其中，第一纵向滑轨301a-1和第二纵向滑轨301a-2相互平行，且两者之间的距离小于等于第一固定件101的第三边c和第四边d之间的距离(参照图1)。参照图5，第一固定件101的下方设有包括第二滑块101b，第二滑块101b包括第一纵向滑块101b-1、第二纵向滑块101b-2、第三纵向滑块101b-3和第四纵向滑块101b-4，第一纵向滑块101b-1和第二纵向滑块101b-2设置在第一固定件101的第三边c上(参照图1)，与第一纵向滑轨301a-1相配合，第三纵向滑块101b-3和第四纵向滑块101b-4设置在第一固定件101的第四边d上(参照图1)，与第二纵向滑轨301a-2相配合。第一固定件101通过第一纵向滑块101b-1、第二纵向滑块101b-2、第三纵向滑块101b-3和第四纵向滑块101b-4在第一纵向滑轨301a-1和第二纵向滑轨301a-2滑动，使得装置平衡。较佳的，可以设置4组滑块，两侧各设置四个，保证滑行中，第一固定件101的稳定性。

从控制结构角度看，第一平衡件100和第二平衡件300通过控制单元200建立“联系”。控制单元200包括监测部件201和处理模块202，监测部件201放置在第一固定件101的中间位置，能够监测第一平衡件100两端的横向倾角，监测第二平衡件300两端的纵向倾角，当监测部件201检测到第一平衡件100或第二平衡件300两端的横向倾角或纵向倾角时，反馈给处理模块202，处理模块202接收监测部件201的检测信号，优选的，处理模块202为基于单片机或者plc的微处理器，处理模块202根据设定的算法得出控制命令后，控制调整横向电池组102和第一固定件101之间，以及纵向电池组103和第二固定件301之间的关系，调整第一平衡件100和第二平衡件300，使两者平衡。

在这一实施例中，还包括驱动件400，驱动件400包括第一驱动件401和第二驱动件402，其中第一驱动件401放置在第一固定件101的中间位置，第二驱动件402放置在第二固定件301的中间位置，两者这样放置可以避免由于第一驱动件401和第二驱动件402本身而引起的不平衡的状况。当无人航行器处于水中，上电初始化后，监测部件201先检测无人航行器纵向倾角和横向倾角，并将检测结果传送到控制器，处理模块202根据设定的算法得出控制命令后，控制第一驱动件401和第二驱动件402系统运动，驱动第二固定件301在第二滑轨301a上的位置，来带动纵向电池组302、横向电池组102在纵向上位置的变动，来调节无人航行器在纵向上的姿态；控制第二驱动件402的运动，来驱动第一固定件101在第一滑轨101a上的位置，带动横向电池组102在横向上位置的变动来调节无人航行器在横向上的姿态；通过改变无人航向器在横向上和纵向上的姿态来达到无人航行器姿态的总平衡。

参见图7，本发明还提供了一种应用于无人航行器的控制系统，其包括：一用于监视无人航行器运动状态并选择无人航行器运动模式的岸基集成控制系统500，岸基集成控制系统500包括数据互通的一岸基通讯系统502、一岸基处理系统，还包括一对岸基通讯系统502及岸基处理系统进行供电的岸基供电系统。

岸基通讯系统502由一岸基数传设备502a、一岸基图传设备502b共同组成。

岸基处理系统包括一岸基工控机506，该岸基工控机506与岸基通讯系统502实现数据互通，在岸基工控机506上连接有一手柄503、一多屏幕504，多屏幕504上显示有不同的用于显示监控无人航行器运动状态的人机交互界面505。

岸基供电系统包括依次连接的岸基220vac/24vdc锂电池501及岸基电压变换器507。通过设置有一岸基电压变换器507，从而可根据需要将岸基220vac/24vdc锂电池501的电压变换为需要电压后再给岸基通讯系统502及岸基处理系统中的各个设备供电，保证岸基集成控制系统500的整体顺利运行。

一负责控制无人航行器运动的舰基集成控制系统600，该舰基集成控制系统600包括数据互通的一舰基通讯系统601、一舰基处理系统，还包括一对舰基通讯系统601、舰基处理系统及进行供电的舰基供电系统，舰基处理系统包括一与舰基通讯系统601和一实现数据互通的舰基工控机603，在舰基工控机603上连接有一避障系统604、一运动控制系统605、一位姿导航系统602及一视觉系统606。

舰基通讯系统601由一舰基数传设备601a、一舰基图传设备601b共同组成。

避障系统604包括一用于测量水面、空中目标及障碍物的毫米波雷达604a，一用于测量水中目标及障碍物的多束波声呐604b。

运动控制系统605包括一用于改变无人航行器的运动方向以及在水中的上升、下潜的舰基系统605a，一为无人航行器的前进后退提供动力的主动力系统605b。

位姿导航系统602包括一用于实时定位无人航行器在水中位置的北斗/gps模块602a，一用于测量无人航行器在水中的方位、速度、加速度、角速率信息的微惯导位姿模块602b，一用于测量无人航行器在水中下潜的深度以及无人航行器周围水的流速的深度流速传感器602c。其中，这里所提及的“北斗/gps模块”是用来导航定位的，“位姿模块”可以采用姿势传感器，其是基于mems技术的高性能三维运动姿态测量系统，包含三轴陀螺仪、三轴加速度计(即imu)，三轴电子罗盘等辅助运动传感器，通过内嵌的低功耗arm处理器输出校准过的角速度，加速度，磁数据等，通过基于四元数的传感器数据算法进行运动姿态测量，实时输出以四元数、欧拉角等表示的零漂移三维姿态数据。

视觉系统606包括一用于采集无人航行器外部环境图像的ccd摄像头606a、一用于旋转ccd摄像头606a的云台606b。

舰基供电系统包括依次连接的一舰基电压变换器607及一舰载72vdc锂电池/24vdc锂电池608。通过设置有一舰基电压变换器607，从而可根据需要将舰载72vdc锂电池/24vdc锂电池608的电压，变换为需要电压后再给舰基通讯系统601及舰基处理系统中的各个设备供电，保证舰基集成控制系统600的整体顺利运行。

在本控制系统中，岸基通讯系统502和舰基通讯系统601组成无人航行器集成控制系统的通讯系统，用于岸基集成控制系统500和舰基集成控制系统600的数据和图像的传输。

如图8所示的示意图可知，组合导航信息的形成通过导航模块602a(也即：北斗/gps模块602a)、微惯导位姿模块602b、深度流速传感器602c和多束波声呐604b分别通过rs232接口与舰载工控机603连接，毫米波雷达604a、和ccd摄像头606a分别通过以太网接口与舰载工控机603连接，舰载工控机603将各传感器的信息数据进行处理融合，形成完整的组合导航信息，通过通讯系统发送到岸基集成控制系统500。

本发明中的无人航行器共有四种运动控制工作模式，分别为：手操运动控制工作模式、巡航运动控制工作模式、视觉目标跟踪运动控制工作模式和自主避障运动控制工作模式，运动控制更加智能。

如图9所示的示意图可知，手操运动控制工作模式的工作流程为：无人航行器上电初始化后，由无人航行器操作员选择无人航行器运动模式为手操运动模式工作，无人航行器操作员在可视范围内或远距离根据人机交互界面505所显示的无人航行器姿态及环境信息获取无人航行器的位置、姿态，并选择是否进行手柄503操作，如果是，则进入下一步，如果否，则继续进行上一步即获取无人航行器的位置、姿态，在选择进行手柄503操作后，经岸基工控机506采集处理手柄503数据后，通过通讯系统传输指令到舰基工控机603，再由舰载工控机603处理并生成运动控制命令，传输到运动控制系统605，主动力系统605b、舰基系统605a的电机开始运动，控制无人航行器的运动，从而实现了无人航行器的手操运动控制工作模式。在这一实施方式中，舰基系统605a包括了控制单元200(参见图7)，便于控制无人航行器的整体平衡。

如图10所示的示意图可知，巡航运动控制工作模式的工作流程为：无人航行器上电初始化后，无人航行器操作员在可视范围内或远距离根据人机交互界面505所显示的无人航行器姿态及环境信息获取无人航行器的位置、姿态，并选择是否进入巡航运动模式工作，无人航行器操作员根据任务需要，先于人机交互界面505上设定无人航行器的巡航路线，经岸基工控机506处理，通过通讯系统传输指令将运动路线传送到舰载工控机603，由舰载工控机603处理并生成运动控制命令，传输到运动控制系统605，主动力系统605b、舰基系统605a的电机开始运动，控制无人航行器按照设定路线运动，从而实现了无人航行器的巡航运动控制工作模式。

如图11所示的示意图可知，视觉目标跟踪运动控制工作模式的工作流程为：无人航行器上电初始化后，由无人航行器操作员选择无人航行器运动模式为视觉目标跟踪运动模式工作，ccd摄像头606a拍摄无人航行器运动环境中水面、空中环境信息，经过舰载工控机603处理，通过通讯系统传输到岸基工控机506，由多屏幕504显示，经过无人航行器操作员在画面上选定是否跟踪目标，若是，则进入下一步，若否，则ccd摄像头606a继续拍摄无人航行器运动环境中水面、空中环境信息，在选择跟踪目标后，由岸基工控机506处理后，通过通讯系统将跟踪目标信息回传到舰载工控机603，再由舰载工控机603处理并生成运动控制命令，传输到运动控制系统605，控制无人航行器跟踪选定目标运动，以及云台606b转动带动ccd摄像头606a的转动来跟踪目标，从而实现了无人航行器的视觉目标跟踪运动控制工作模式。

如图12所示的示意图可知，自主避障运动控制工作模式的工作流程为：无人航行器上电初始化后，在巡航运动控制工作模式和视觉目标跟踪运动控制工作模式下，无人航行器具有自主避障运动控制功能，由北斗/gps模块602a、微惯导位姿模块602b、深度流速传感器602c、毫米波雷达604a、多束波声呐604b和ccd摄像头606a检测是否有障碍物，并将信息反馈给舰载工控机603，再通过舰载工控机603通过融合北斗/gps模块602a、微惯导位姿模块602b、深度流速传感器602c、毫米波雷达604a、多束波声呐604b和ccd摄像头606a的信息数据信息，判断出障碍物的信息，自动生成运动控制命令，传输到运动控制系统605，控制无人航行器避过障碍物运动，从而实现了无人航行器的自主避障运动控制工作模式。

本发明中的控制系统通过岸基集成控制系统500与舰基集成控制系统600的相互配合，由岸基集成控制系统500负责监视无人航行器的运动状态，选择无人航行器的运动模式，而舰基集成控制系统600用以融合各种传感器信息，形成完整的组合导航信息，并负责控制无人航行器的运动，使得本控制系统具有系统集成度高、运动控制更加智能、超视距的无人航行器运动控制等优点，通过多种运动控制工作模式相结合，系统稳定可靠。

通过岸基通讯系统502、岸基处理系统、舰基通讯系统601、舰基处理系统的配合工作，使得本发明的中的半潜式小型无人航行器具备四种运动控制工作模式：手操运动控制工作模式、巡航运动控制工作模式、视觉目标跟踪运动控制工作模式和自主避障运动控制工作模式，运动控制更加智能。

手操运动控制工作模式由人机交互界面505与手柄503共同配合得以实现；巡航运动控制工作模式由人机交互界面505、岸基工控机506、舰载工控机603共同配合得以实现；视觉目标跟踪运动控制工作模式由ccd摄像头606a、舰载工控机603、岸基工控机506、多屏幕504共同配合得以实现；自主避障运动控制工作模式由舰载工控机603、北斗/gps模块602a、微惯导位姿模块602b、深度流速传感器602c、毫米波雷达604a、多束波声呐604b、ccd摄像头606a共同配合得以实现。

在本发明中，对于岸基供电系统与舰基供电系统中均设置有一电压变换器，从而可根据需要将锂电池的电压变换为需要电压后再给各设备供电，保证设备的顺利运行。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。