一种水下无人航行器应急自救方法及系统与流程

本发明涉及水下无人航行器，具体涉及一种水下无人航行器应急自救方法及系统。

背景技术：

1、水下无人航行器(unmanned underwater vehicle，简称uuv)在复杂水域中可作为多种任务的载体执行水文探测、水下作业、环境侦察等任务，具有重要的价值。然而，由于水下环境的不可预测性、作业任务的复杂性以及uuv的无人特性，uuv很容易在作业时进入应急状态，因此，在面临各种应急状态时需要有一套完整的应急方法，通过采取相应的应急措施来最大程度地避免水下无人航行器损坏及丢失，从而保护水下无人航行器的安全。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种水下无人航行器应急自救方法及系统，能够根据对水下无人航行器所处应急状态的不同而采取不同的应急措施，从而最大程度地保护水下无人航行器的安全。

2、为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

3、本技术提供了一种水下无人航行器应急自救方法，包括：

4、将水下无人航行器uuv的应急状态分为至少三个等级；

5、在uuv的航行过程中检测所述uuv的状态，并且：

6、当所述uuv进入第一等级的应急状态时，将螺旋桨转速置零，调整水平舵板为最大上浮舵角，等待所述uuv自动浮出水面，与水面操作系统建立联系；

7、当所述uuv进入第二等级的应急状态时，将螺旋桨转速置零，控制应急抛载系统上电抛掉压载，调整水平舵板为最大上浮舵角，等待所述uuv自动浮出水面，与水面操作系统建立联系；

8、当所述uuv进入第三等级的应急状态时，将螺旋桨转速置零，控制应急抛载系统上电抛掉压载，调整水平舵板为最大上浮舵角，等待所述uuv自动浮出水面，与水面操作系统建立联系，同时北斗系统主动发起通讯请求，并通过卫星将uuv的经纬度信息以设定的频率发送给水面操作系统。

9、较佳的，所述至少三个等级包括：

10、第一等级：uuv处于安全但不适合继续航行的状态；

11、第二等级：uuv处于应及时进行航行姿态调整的状态；

12、第三等级：uuv处于紧急状态。

13、较佳的，与所述uuv进入应急状态相关的信息包括以下的至少一种：姿态信息、深度信息、电量信息、故障信息、通信信息、漏水信息。

14、较佳的，所述第一等级的应急状态包括以下的至少一种：电量过低应急状态、姿态应急状态和第一深度超深应急状态；

15、所述在uuv的航行过程中检测所述uuv的状态，包括以下的至少一种：

16、当连续n1个采样周期检测到所述uuv的主电池的电压值低于设定值时，判断所述uuv进入电量过低应急状态；其中，n1为设定的正整数；

17、当连续n2个采样周期检测到所述uuv的俯仰角或横滚角大于设定值时，判断所述uuv进入姿态应急状态；其中，n2为设定的正整数；

18、当连续n3个采样周期检测到所述uuv的深度超过设定的第一深度值时，判断所述uuv进入第一深度超深应急状态；其中，n3为设定的正整数。

19、较佳的，所述第二等级的应急状态包括以下的至少一种：故障应急状态、水面作业超时应急状态和第二深度超深应急状态；

20、所述在uuv的航行过程中检测所述uuv的状态，包括以下的至少一种：

21、当连续n4个采样周期检测到所述uuv的主推控制器、垂推控制器、侧推控制器或舵机控制器的故障指令时，判断所述uuv进入故障应急状态；其中，n4为设定的正整数；

22、当连续n5个采样周期检测到超过设定的时间tmax所述uuv仍未终止任务，且此时所述uuv处于水面漂浮状态，判断所述uuv进入水面作业超时应急状态；其中，n5为设定的正整数；

23、当连续n6个采样周期检测到所述uuv的深度超过设定的第二深度值时，判断所述uuv进入第二深度超深应急状态；其中，n6为设定的正整数，并且第二深度值大于第一深度值。

24、较佳的，所述第三等级的应急状态包括以下的至少一种：水下作业超时应急状态、无通信应急状态和漏水报警应急状态；

25、所述在uuv的航行过程中检测所述uuv的状态，包括以下的至少一种：

26、当连续n7个采样周期检测到超过设定的时间tmax所述uuv仍未终止任务，且此时所述uuv处于水下状态，判断所述uuv进入水下作业超时应急状态；其中，n7为设定的正整数；

27、当连续n8个采样周期未接收到水面操作系统的交互信息，且在设定时间内主动呼叫水面操作系统时也无响应，判断所述uuv进入无通信应急状态；其中，n8为设定的正整数；

28、当连续n9个采样周期检测到漏水报警板的漏水信息，判断所述uuv进入漏水报警应急状态；其中，n9为设定的正整数。

29、本发明还提供了一种水下无人航行器应急自救系统，所述水下无人航行器应急自救系统至少包括：航行控制器(1)、动力系统(2)和应急抛载系统(3)；其中：

30、所述水下无人航行器uuv的应急状态被分为至少三个等级；

31、所述航行控制器(1)在所述uuv的航行过程中检测所述uuv的状态，并且：

32、当所述uuv进入第一等级的应急状态时，控制所述动力系统(2)将螺旋桨转速置零，调整水平舵板为最大上浮舵角，等待所述uuv自动浮出水面，与水面操作系统建立联系；

33、当所述uuv进入第二等级的应急状态时，控制所述动力系统(2)将螺旋桨转速置零，控制所述应急抛载系统(3)上电抛掉压载，调整水平舵板为最大上浮舵角，等待所述uuv自动浮出水面，与水面操作系统建立联系；

34、当所述uuv进入第三等级的应急状态时，控制所述动力系统(2)将螺旋桨转速置零，控制所述应急抛载系统(3)上电抛掉压载，控制所述动力系统(2)调整水平舵板为最大上浮舵角，等待所述uuv自动浮出水面，与水面操作系统建立联系，同时北斗系统主动发起通讯请求，并通过卫星将uuv的经纬度信息以设定的频率发送给水面操作系统。

35、较佳的，所述水下无人航行器应急自救系统进一步包括以下的至少一种：深度计(4)、导航系统(5)、电池系统(6)、通信系统(7)；其中：

36、所述航行控制器(1)通过所述深度计(4)、导航系统(5)、电池系统(6)和/或通信系统(7)反馈的与所述uuv进入应急状态相关的信息综合判断所述uuv所进入的应急状态，并对所述动力系统(2)和所述应急抛载系统(3)做出相应的控制；其中，与所述uuv进入应急状态相关的信息包括以下的至少一种：姿态信息、深度信息、电量信息、故障信息、通信信息、漏水信息。

37、采取本发明提供的技术方案能够获得以下有益效果：

38、(1)本发明提供的水下无人航行器应急自救方法及系统对于水下无人航行器作业过程中可能出现的应急状态分别给出了对应的判断方法和应对措施，从而可以有效应对水下无人航行器在航行过程中出现的意外情况，避免水下无人航行器损坏及丢失，从而保护水下无人航行器安全。

39、(2)本发明通过将水下无人航行器的应急状态划分为至少三个等级，并针对不同的等级采取相应的应对措施进行处理，能够因地制宜地应对不同的应急状态，从而更有效地保护水下无人航行器的安全。

40、(3)本发明通过与uuv进入应急状态相关的关键数据信息，例如：姿态信息、深度信息、电量信息、故障信息、通信信息、漏水信息等，判断uuv当前所处的应急状态，能够全面、正确地评估uuv所处的应急状态等级，从而提高应急措施的有效性，进而保护水下无人航行器的安全。

41、(4)本发明对于水下无人航行器作业过程中可能出现的超深应急、姿态应急、漏水报警应急、作业超时应急、电量过低应急、故障应急、无通信应急等各种应急情况，给出了对应的判断方法和应对措施，可以有效应对航行过程中出现的各种意外情况，避免航行器损坏及丢失，从而保护航行器安全。