CN111591404A - 一种波浪滑翔器避碰方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种波浪滑翔器避碰方法，涉及波浪滑翔器避碰领域。该波浪滑翔器避碰方法，包括避碰探测系统、导航系统、运动控制系统、通讯系统，所述避碰探测系统包括毫米波雷达、AIS接收器，所述毫米波雷达数量为三个，且毫米波雷达固定安装在波浪滑翔器的前端，所述毫米雷达的安装方向分别向前、向左、向右，所述导航系统的内部嵌入有路径控制算法控制模块，所述导航系统与毫米波雷达通过CAN总线进行通讯。通过避碰探测系统的设计，使得该方法实现波浪滑翔器的避碰功能，保证波浪滑翔器的航行安全，并且能够根据不同的障碍物做出相对应的避让措施，使用上更加的可靠。

Description

一种波浪滑翔器避碰方法

技术领域

本发明涉及波浪滑翔器避碰技术领域，具体为一种波浪滑翔器避碰方法。

背景技术

波浪滑翔器是一种利用波浪能提供动力，利用太阳能提供各传感器所需电能的新型海洋移动观测平台。波浪滑翔器需要长时间、大范围地在海洋环境里运行，需要具备一定的避碰能力来避免由于碰撞导致的设备损坏。

波浪滑翔器由于自身体积小，航行时贴近水面，在海洋航行过程中极难被发现，一旦在航行过程中与其他航行器或漂浮物相遇，波浪滑翔器自身又不具备探测和发出预警信号的能力，若发生碰撞，对设备造成的损失是不可挽回的，因此，本设发明提出一种用于波浪滑翔器的避碰方法。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种波浪滑翔器避碰方法，解决了传统的波浪滑翔器自身体积小，自身又不具备探测和发出预警信号的能力，容易使设备发生碰撞，进而使装置损坏的风险程度增加的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种波浪滑翔器避碰方法，包括避碰探测系统、导航系统、运动控制系统、通讯系统，所述避碰探测系统包括毫米波雷达、AIS接收器，所述毫米波雷达数量为三个，且毫米波雷达固定安装在波浪滑翔器的前端，所述毫米雷达的安装方向分别向前、向左、向右，所述导航系统的内部嵌入有路径控制算法控制模块，所述导航系统与毫米波雷达通过CAN总线进行通讯。

优选的，所述运动系统包括运动控制模块、螺旋桨、舵机。

优选的，所述通讯系统包括无线通讯器、铱星模块、北斗模块。

优选的，所述导航系统与AIS接收器、运动控制系统、通讯系统均通过RS-232串口通讯。

优选的，所述毫米波雷达的探测范围为200米，探测角度为80度。

优选的，所述AIS接收器范围为5km。

一种波浪滑翔器避碰方法，包括以下步骤：

1).遇开启AIS的航行器：波浪滑翔器的AIS接收器可在5公里范围内发现目标，并通过导航系统解析出目标的位置、航向、航速等信息，导航系统根据目标的航行状态判断是否有碰撞危险，若无碰撞危险按照既定路径继续航行，若有碰撞概率则重新规划路径，同时，通过波浪滑翔器的通讯系统将目标航行信息实时传输回岸基中心，此情况下，波浪滑翔器发现目标距离远，可有充足时间进行判断与机动躲避；

2).遇无AIS的航行器：波浪滑翔器的AIS接收器不能发现目标，只能依靠毫米波雷达在200米范围内锁定目标，并通过导航系统解析出目标的位置、航向、航速等信息，导航系统根据目标的航行状态判断是否有碰撞危险，若无碰撞危险按照既定路径继续航行，若有碰撞概率则重新规划路径，同时，通过波浪滑翔器的通讯系统将目标航行信息实时传输回岸基中心，此情况下，波浪滑翔器发现目标距离近、反应时间短，同时此类航行器本身又具有一定的航行速度，故此时需要运动控制系统切换至螺旋桨推进模式，进行快速的机动躲避；

3).遇无动力海面漂浮物：波浪滑翔器的AIS接收器同样不能发现目标，只能依靠毫米波雷达在200米范围内锁定目标，并通过导航系统解析出目标的位置、航向、航速等信息，导航系统根据目标的航行状态判断是否有碰撞危险，若无碰撞危险按照既定路径继续航行，若有碰撞概率则重新规划路径，同时，通过波浪滑翔器的通讯系统将目标航行信息实时传输回岸基中心，此情况下，虽然波浪滑翔器发现目标距离近、反应时间短，但此类障碍物在海面顺流漂浮，航行速度小，波浪滑翔器只需改变航行路线便可避开障碍物。

（三）有益效果

本发明提供了一种波浪滑翔器避碰方法。具备以下有益效果：

1、通过避碰探测系统的设计，使得该方法实现波浪滑翔器的避碰功能，保证波浪滑翔器的航行安全，并且能够根据不同的障碍物做出相对应的避让措施，使用上更加的可靠。

附图说明

图1为本发明避碰探测范围图；

图2为本发明控制框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-2所示，本发明实施例提供一种波浪滑翔器避碰方法，包括避碰探测系统、导航系统、运动控制系统、通讯系统，所述避碰探测系统包括毫米波雷达、AIS接收器，所述毫米波雷达数量为三个，且毫米波雷达固定安装在波浪滑翔器的前端，所述毫米雷达的安装方向分别向前、向左、向右，所述导航系统的内部嵌入有路径控制算法控制模块，所述导航系统与毫米波雷达通过CAN总线进行通讯。

所述运动系统包括运动控制模块、螺旋桨、舵机。

所述通讯系统包括无线通讯器、铱星模块、北斗模块。

所述导航系统与AIS接收器、运动控制系统、通讯系统均通过RS-232串口通讯。

所述毫米波雷达的探测范围为200米，探测角度为80度。

所述AIS接收器范围为5km。

一种波浪滑翔器避碰方法，包括以下步骤：

1).遇开启AIS的航行器：波浪滑翔器的AIS接收器可在5公里范围内发现目标，并通过导航系统解析出目标的位置、航向、航速等信息，导航系统根据目标的航行状态判断是否有碰撞危险，若无碰撞危险按照既定路径继续航行，若有碰撞概率则重新规划路径，同时，通过波浪滑翔器的通讯系统将目标航行信息实时传输回岸基中心，此情况下，波浪滑翔器发现目标距离远，可有充足时间进行判断与机动躲避；

2).遇无AIS的航行器：波浪滑翔器的AIS接收器不能发现目标，只能依靠毫米波雷达在200米范围内锁定目标，并通过导航系统解析出目标的位置、航向、航速等信息，导航系统根据目标的航行状态判断是否有碰撞危险，若无碰撞危险按照既定路径继续航行，若有碰撞概率则重新规划路径，同时，通过波浪滑翔器的通讯系统将目标航行信息实时传输回岸基中心，此情况下，波浪滑翔器发现目标距离近、反应时间短，同时此类航行器本身又具有一定的航行速度，故此时需要运动控制系统切换至螺旋桨推进模式，进行快速的机动躲避；

3).遇无动力海面漂浮物：波浪滑翔器的AIS接收器同样不能发现目标，只能依靠毫米波雷达在200米范围内锁定目标，并通过导航系统解析出目标的位置、航向、航速等信息，导航系统根据目标的航行状态判断是否有碰撞危险，若无碰撞危险按照既定路径继续航行，若有碰撞概率则重新规划路径，同时，通过波浪滑翔器的通讯系统将目标航行信息实时传输回岸基中心，此情况下，虽然波浪滑翔器发现目标距离近、反应时间短，但此类障碍物在海面顺流漂浮，航行速度小，波浪滑翔器只需改变航行路线便可避开障碍物。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种波浪滑翔器避碰方法，包括避碰探测系统、导航系统、运动控制系统、通讯系统，其特征在于：所述避碰探测系统包括毫米波雷达、AIS接收器，所述毫米波雷达数量为三个，且毫米波雷达固定安装在波浪滑翔器的前端，所述毫米雷达的安装方向分别向前、向左、向右，所述导航系统的内部嵌入有路径控制算法控制模块，所述导航系统与毫米波雷达通过CAN总线进行通讯。

2.根据权利要求1所述的一种波浪滑翔器避碰方法，其特征在于：所述运动系统包括运动控制模块、螺旋桨、舵机。

3.根据权利要求1所述的一种波浪滑翔器避碰方法，其特征在于：所述通讯系统包括无线通讯器、铱星模块、北斗模块。

4.根据权利要求1所述的一种波浪滑翔器避碰方法，其特征在于：所述导航系统与AIS接收器、运动控制系统、通讯系统均通过RS-232串口通讯。

5.根据权利要求1所述的一种波浪滑翔器避碰方法，其特征在于：所述毫米波雷达的探测范围为200米，探测角度为80度。

6.根据权利要求1所述的一种波浪滑翔器避碰方法，其特征在于：所述AIS接收器范围为5km。

7.一种波浪滑翔器避碰方法，其特征在于：包括以下步骤：

1).遇开启AIS的航行器：波浪滑翔器的AIS接收器可在5公里范围内发现目标，并通过导航系统解析出目标的位置、航向、航速等信息，导航系统根据目标的航行状态判断是否有碰撞危险，若无碰撞危险按照既定路径继续航行，若有碰撞概率则重新规划路径，同时，通过波浪滑翔器的通讯系统将目标航行信息实时传输回岸基中心，此情况下，波浪滑翔器发现目标距离远，可有充足时间进行判断与机动躲避；

2).遇无AIS的航行器：波浪滑翔器的AIS接收器不能发现目标，只能依靠毫米波雷达在200米范围内锁定目标，并通过导航系统解析出目标的位置、航向、航速等信息，导航系统根据目标的航行状态判断是否有碰撞危险，若无碰撞危险按照既定路径继续航行，若有碰撞概率则重新规划路径，同时，通过波浪滑翔器的通讯系统将目标航行信息实时传输回岸基中心，此情况下，波浪滑翔器发现目标距离近、反应时间短，同时此类航行器本身又具有一定的航行速度，故此时需要运动控制系统切换至螺旋桨推进模式，进行快速的机动躲避；

3).遇无动力海面漂浮物：波浪滑翔器的AIS接收器同样不能发现目标，只能依靠毫米波雷达在200米范围内锁定目标，并通过导航系统解析出目标的位置、航向、航速等信息，导航系统根据目标的航行状态判断是否有碰撞危险，若无碰撞危险按照既定路径继续航行，若有碰撞概率则重新规划路径，同时，通过波浪滑翔器的通讯系统将目标航行信息实时传输回岸基中心，此情况下，虽然波浪滑翔器发现目标距离近、反应时间短，但此类障碍物在海面顺流漂浮，航行速度小，波浪滑翔器只需改变航行路线便可避开障碍物。

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