一种自主水下机器人水面遥控装置的制作方法

本实用新型涉及水下机器人领域，具体地说是一种自主水下机器人水面遥控装置。

背景技术：

自主水下机器人(也称“自主潜水器”、“自主水下航行器”、“AUV”、“UUV”等)广泛应用于海洋矿产资源勘探、海洋环境调查、海底目标搜索等领域。

自主水下机器人的回收过程较为复杂。通常需要回收母船与自主水下机器人距离较近才能实施回收。由于回收母船通常吨位较大，在距离自主水下机器人很近时容易发生碰撞事故。因此，通常使用遥控装置将自主水下机器人遥控至母船附近予以回收。但是当自主水下机器人距离遥控人员较远时，遥控人员往往通过肉眼难以确定自主水下机器人当前的艏向，无法准确给出遥控命令，需要花费大量的时间逐步遥控自主水下机器人接近母船。遥控装置可以实现超视距的准确遥控成为一种迫切的需求，可以大大降低遥控操作的难度。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种自主水下机器人水面遥控装置，解决通过肉眼难以确定自主水下机器人当前的艏向，无法准确给出遥控命令，需要花费大量的时间逐步遥控自主水下机器人接近母船的问题，实现自主水下机器人的超视距无线遥控。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种自主水下机器人水面遥控装置，包括：

无线电模块，通过串行接口连接控制计算机模块，接收自主水下机器人的位置、速度和航向信息，发送给控制计算机模块；

GPS模块，通过串行接口连接控制计算机模块，接收水面遥控装置的位置信息，发送给控制计算机模块；

控制计算机模块，连接无线电模块，通过无线电模块向自主水下机器人发出遥控命令；

供电模块，连接控制计算机模块，为其供电。

还包括蓝牙遥控手柄通过蓝牙接口无线连接所述控制计算机模块，对控制计算机模块进行命令输入。

还包括触控显示屏连接所述控制计算机模块，对控制计算机模块进行命令输入。

所述供电模块为锂电池组或外部电源。

所述GPS模块通过TNC插座连接GPS天线。

所述控制计算机模块为一包含处理器模块并外设有串行通信、网络接口、蓝牙模块、显示接口的嵌入式单板计算机。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型采用便携式一体化设计，并使用触控屏幕作为人机交互接口，方便实用；

2.本实用新型使用蓝牙手柄采集遥控人员的遥控指令，使用简单，易于上手；

3.本实用新型内置GPS模块，通过遥控装置和自主水下机器人的艏向、位置信息，并予以直观显示，可以辅助遥控人员实现对自主水下机器人的无线超视距遥控，具有较高的推广价值。

附图说明

图1是本实用新型的装置结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可能直接在另一个元件上，或也可以存在居中的元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的属于“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本实用新型中涉及到的控制计算机模块为常规选择，且本实用新型在软件以及编程上并无创新，仅仅保护硬件连接关系和位置关系等结构技术特征，本领域技术人员通过本实用新型记载的结构特征，结合常规编程逻辑即可实现本实用新型功能，解决本实用新型技术问题。

如图1所示为本实用新型的装置结构图。

本实用新型包括如下设备：一体式便携机箱用于安装遥控装置主要设备，机箱采用轻质铝材料，保持便携性的同时坚固耐用；触控显示屏，作为遥控装置的用户接口界面；蓝牙遥控手柄，用于遥控操作者遥控动作的采集；无线电模块，用于接收自主水下机器人通过无线电通道发送来的机器人位置和艏向信息；GPS模块，用于提供遥控装置的GPS定位信息；电源模块，用于为各设备供电；锂电池组，可在无外部供电时为遥控装置提供电源，支撑遥控装置的便携能力；控制计算机模块8，用于运行遥控软件，通过串行通信口连接无线电模块和GPS模块，通过蓝牙接口无线连接蓝牙遥控手柄，同时还连接触控显示屏。

控制计算机模块通过串行通信口连接无线电模块和GPS模块，分别获得自主水下机器人反馈的航向、位置、速度信息和遥控装置所处位置信息，并通过无线电模块发送遥控命令给自主水下机器人；通过蓝牙接口无线连接蓝牙遥控手柄，控制计算机模块还连接触控显示屏，作为遥控装置的人机交互接口。水面遥控装置可由内部锂电池组供电，也可由外部电源供电，外部电源输入经电源模块变换为适合使用的电压。

工作原理：

水面遥控装置通过无线电模块发送遥控命令到自主水下机器人，自主水下机器人接收到遥控命令后，执行遥控命令并通过无线电反馈自身的位置、速度和航向信息，水面遥控装置通过无线电模块接收自主水下机器人的位置、速度和航向后按照协议予以解析和显示；水面遥控装置通过GPS模块获取水面遥控装置的位置信息，计算出水面遥控装置与自主水下机器人间的距离、自主水下机器人指向水面遥控装置的目标航向，并根据通过GPS获取的速度信息推算到达自主水下机器人所需时间。

在无法得到自主水下机器人的视野时，通过触控显示屏对自主水下机器人进行遥控操作。在能够得到自主水下机器人视野时，通过蓝牙遥控手柄对自主水下机器人进行遥控操作。

自主水下机器人的水面遥控装置可移动使用，在使用前保证遥控装置内部的锂电池组有充足电量。使用时首先选取合适的遥控位置，并将GPS天线和无线电天线与遥控装置连接。固定好GPS天线和无线电天线后，打开遥控装置电源开关。待控制计算机模块完成启动后，通过触控显示屏启动遥控软件，使用蓝牙遥控手柄对自主水下机器人进行遥控操作。在自主水下机器人距离较远或视线条件较差时，遥控操作者通过观察触控显示屏即可进行遥控操作。在自主水下机器人接近母船时，遥控操作者可以直接目测遥控自主水下机器人。