CN111949034B - 一种无人船自主航行系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无人船自主航行系统，包括无人船船体和无人船自动航行控制模块，所述无人船自动航行控制模块包括无人船控制系统、无人船环境感知系统、数据通信服务系统、移动端操作与显示系统、无人船自主避障模块和用于反馈无人船信息的GPS模块；能够实现无人船的自主航行，且在无人船的航行过程中对其进行避障。
Description
技术领域
本发明涉及无人船航行技术领域，特别是一种无人船自主航行系统。
背景技术
随着现代科学技术的飞速发展，无人船的实现有了技术支撑，无人船自主航行的实现也有了可能性。船舶海上事故75％～96％源于人为因素，而且船舶海上作业的人事成本高，高级船员需求缺口较大，船员生活工作空间占船舶空间比例大，降低了海上运输效率。无人船有效地解决了上述存在的问题，是我国海上智能交通战略的重要组成部分，其自主航行技术是无人船的关键技术之一。
现在市场上用于测绘、水文探测、水质监测、水环境监测、海事搜救、安防、抗洪抢险、水面交通疏导、近远程目标识别与跟踪等领域的无人船层出不穷，但是这一类应用中对船只航行速度、定位精度、航迹与预设轨迹偏差和船只航行姿态要求相对较低，特别是在水面环境相对复杂的情况下，对无人船的灵活性和机动性要求比较低。当无人船面对多艘无人船时，考虑到无人船人为操作的不确定性，避免无人船与无人船发生碰撞事故，以及通过分析不同运动状态的无人船从而准确灵活地做出不同的避碰行为规划有待进一步去探索和研究。无人船技术应用领域比较广泛，但是不管其具体应用于哪一个领域，都要求无人船在面对复杂的水面环境时必须做出及时有效地行为选择和航行规划，并根据规划信息控制无人船避开固定的和移动的障碍物，最后到达目的地完成各自任务。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够实现无人船的自主航行，且在无人船的航行过程中对其进行避障的无人船自主航行系统。
本发明采用以下方法来实现：一种无人船自主航行系统，其特征在于：包括无人船船体和无人船自动航行控制模块，所述无人船自动航行控制模块包括无人船控制系统、无人船环境感知系统、数据通信服务系统、移动端操作与显示系统、无人船自主避障模块和用于反馈无人船信息的GPS模块；
所述无人船控制系统包括工控机、控制板、电罗经、继电器、电流采集器、电压降压模块、电线；工控机用于汇总数据，下达指令；控制板由STM32芯片构成用于执行指令，控制螺旋桨和舵叶转动；电罗经用于提供船舶航行方位、继电器用于控制电路通断、电流采集器用于采集电路工作时电流、电压降压模块用于转换电压给控制板供电，经所述无人船控制系统可操控无人船船体的船舶航行状态；
所述无人船环境感知系统包括风速风向传感器、大气压强传感器、光照强度传感器、温湿度传感器、水下温度传感器、高清摄像头、激光雷达；风速风向传感器用于采集无人船航行水域的风速风向信息，并发送给工控机；大气压强传感器用于采集无人船航行水域的大气压强信息，并发送给工控机；光照强度传感器用于采集无人船航行水域的光照强度信息，并发送给工控机；温湿度传感器用于采集无人船航行水域的温湿度信息，并发送给工控机；水下传感器用于采集无人船航行水域的水域温度信息，并发送给工控机；高清摄像头用于观察无人船航行水域水面状况，监控无人船航行，并将视频信息通过数据通信服务系统传输至岸上的移动端操作与显示系统；激光雷达用于扫描无人船航行水域水面，检测无人船航行水域，并将数据传输至工控机；所述工控机将采集到的数据经数据通信服务系统传输至岸上的移动端操作与显示系统内；
所述数据通信服务系统包括无线路由器，2.4G天线基站，云端服务器，SIM卡，4G网络，无线路由器发挥中间过渡作用，采用桥接功能，桥接2.4G天线基站，工控机连接无线路由器，从而实现与2.4G天线基站通信，使工控机上的数据能够经由2.4G天线基站，再传输到岸端的移动端操作与显示系统内，云端服务器用于接收控制板通过SIM卡连接4G网络上传的数据，起到控制板与岸端的移动端操作与显示系统传输中间站作用；
所述移动端操作与显示系统包括无人船控制与显示软件、雷达显示软件、船舶工况软件和电脑，无人船控制与显示软件用于控制无人船航行状态，并显示无人船上航行状态信息，包括电压电流和航速航向，雷达显示软件用于显示激光雷达扫描的图像，船舶工况软件用于显示无人船环境感知信息，包括显示风速风向、大气压强、光照强度、温湿度以及水下温度信息；
所述无人船自主避障模块是在无人船航行的过程中，通过三维激光点云检测出前方出现障碍物，并被无人船上的激光雷达扫描到，所述激光雷达将这一信息传输至工控机内。
进一步的，所述工控机内设置有雷达避碰程序，通过雷达避碰程序，确认前方发现障碍物，即下发指令给船舶控制板，控制板执行雷达程序规避指令，控制无人船做出规避动作。
进一步的，所述三维激光点云包括点云特征提取和点云目标分类，所述特征提取包括：对聚类后的障碍目标进行特征提取，提取的障碍物特征包括网格数量、网格形状、网格平均高度、网格高度差、网格平均回波强度；
“虚假”目标特征提取：船舶尾浪、浮藻、漂浮物“虚假”目标共同的特点是它们的高度与水面接近，高度差较小，点云较稀疏；将障碍物目标的平均高度、高度差、点数量作为特征，来判断这些目标是否为“虚假”目标；
大型船舶局部轮廓特征提取：大型船舶不同角度、距离得到的局部点云轮廓都不相同，在进行特征提取时应获取大型船舶的轮廓线特征；
其他目标特征提取：航标船、岸基、桥墩目标的检测也需要提取相应的特征来实现，航标船栅格的点数量、平均高度均小；岸基栅格的返回点回波强度弱，且轮廓线长；桥墩栅格平均高度高；
所述点云目标分类：采用向量机实现对目标的精确分类，向量机基于统计学习VC维理论和结构风险最小化原理，在高维特征空间构造一个超平面，解决线性条件不可分的分类问题；
进一步的，所述无人船船体是采用树脂、聚乳酸材料通过3D打印而成，全长3.6米，宽0.65米的船体，在其外层涂覆玻璃钢材料，并安装螺旋桨与舵叶。
进一步的，所述GPS模块包括U7芯片、电阻R82、电容C47、火线L7、电容C46、插座J1、电阻R79、电阻R80、电阻R81、电阻R83、火线L8、电容C48、电容C50和电容C49，所述U7芯片的11号引脚与所述电容C47一端连接，所述电容C47另一端与所述火线L7一端和插座J1的1号引脚串联设置，所述插座J1的2号引脚接地，所述火线L7另一端与所述电容C46一端串联后与3.3V端口连接，所述电容C46另一端接地，所述U7芯片的1号引脚与所述工控机的GPS RST端口连接，所述U7芯片的7号引脚与所述电阻R82一端连接，所述电阻R82的另一端接地，所述U7芯片的10号引脚、12号引脚、13号引脚和24号引脚串联后接地，所述U7芯片的21号引脚与所述电阻R79一端连接，所述电阻R79另一端与所述工控机的GPS RXD端口连接，所述U7芯片的20号引脚与所述电阻R80一端连接，所述电阻R80另一端与所述工控机的GPS TXD端口连接，所述U7芯片的3号引脚与所述电阻R81一端连接，所述电阻R81另一端与所述工控机的1PPS端口连接，所述U7芯片的8号引脚与所述电阻R83一端连接，所述U7芯片的9号引脚与所述电阻R83另一端连接，所述U7芯片的22号引脚和23号引脚串联后与所述电容C48一端连接，所述电容C48另一端接地，所述电容C48一端与所述电容C50一端串联后与所述火线L8一端连接，所述电容C50另一端接地，所述火线L8另一端与所述3.3V端口连接，所述火线L8另一端与所述电容C49一端连接，所述电容C49另一端接地。
本发明的有益效果在于：本发明通过无人船自主航行控制模块，使用无人船控制系统和无人船环境感知系统能够实时监测航行海域信息和其它船舶的运动状态信息；本发明还包括数据通信服务系统和移动端操作与显示系统，使得岸端操作人员可实时监控无人船和航行海域海洋环境信息；从而可提高无人船自主航行的安全性和可靠性；本发明通过无人船自主避障模块和GPS模块能够有效地避开移动障碍物，可以充分应对复杂的水面环境，自主规划避让无人船的路径，并做出最优速度和航向选择，大大提高了避让无人船的效率，且能够有效实时定位到无人船的位置。
附图说明
图1为本发明的组成模块框图。
图2为二叉树实现支持向量机多分类原理的示意图。
图3为所述GPS模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
请参阅图1所示，本发明提供了一实施例：一种无人船自主航行系统，包括无人船船体和无人船自动航行控制模块，所述无人船自动航行控制模块包括无人船控制系统、无人船环境感知系统、数据通信服务系统、移动端操作与显示系统、无人船自主避障模块和用于反馈无人船信息的GPS模块；所述GPS模块与GPS外置天线连接，便于对无人船进行实时的位置坐标定位；
所述无人船控制系统包括工控机、控制板、电罗经、继电器、电流采集器、电压降压模块、电线；工控机用于汇总数据，下达指令；控制板由STM32芯片构成用于执行指令，控制螺旋桨和舵叶转动；电罗经用于提供船舶航行方位、继电器用于控制电路通断、电流采集器用于采集电路工作时电流、电压降压模块用于转换电压给控制板供电，经所述无人船控制系统可操控无人船船体的船舶航行状态；
所述无人船环境感知系统包括风速风向传感器、大气压强传感器、光照强度传感器、温湿度传感器、水下温度传感器、高清摄像头、激光雷达；风速风向传感器用于采集无人船航行水域的风速风向信息，并发送给工控机；大气压强传感器用于采集无人船航行水域的大气压强信息，并发送给工控机；光照强度传感器用于采集无人船航行水域的光照强度信息，并发送给工控机；温湿度传感器用于采集无人船航行水域的温湿度信息，并发送给工控机；水下传感器用于采集无人船航行水域的水域温度信息，并发送给工控机；高清摄像头用于观察无人船航行水域水面状况，监控无人船航行，并将视频信息通过数据通信服务系统传输至岸上的移动端操作与显示系统；激光雷达用于扫描无人船航行水域水面，检测无人船航行水域，并将数据传输至工控机；所述工控机将采集到的数据经数据通信服务系统传输至岸上的移动端操作与显示系统内；使得通过无人船环境感知系统能够有效的感知到无人船的周围环境信息；
本发明中的大气压强传感器的型号可以是GY-BME280-3.3，风速风向传感器的型号可以是XFY3-1,光照强度传感器的型号可以是CJMCU-TEMT6000，温湿度传感器的型号可以是GWSD100100，水下温度传感器的型号可以是270-WQ101，高清摄像头的型号可以是双飞燕PK-910H，激光雷达的型号可以是LRS3100，但不仅限于此。
所述数据通信服务系统包括无线路由器，2.4G天线基站，云端服务器，SIM卡，4G网络，无线路由器发挥中间过渡作用，采用桥接功能，桥接2.4G天线基站，工控机连接无线路由器，从而实现与2.4G天线基站通信，使工控机上的数据能够经由2.4G天线基站，再传输到岸端的移动端操作与显示系统内，云端服务器用于接收控制板通过SIM卡连接4G网络上传的数据，起到控制板与岸端的移动端操作与显示系统传输中间站作用；使得通过数据通信服务系统能够连接无人船与岸端的数据通信作用；
所述移动端操作与显示系统包括无人船控制与显示软件、雷达显示软件、船舶工况软件和电脑，无人船控制与显示软件用于控制无人船航行状态，并显示无人船上航行状态信息，包括电压电流和航速航向，雷达显示软件用于显示激光雷达扫描的图像，船舶工况软件用于显示无人船环境感知信息，包括显示风速风向、大气压强、光照强度、温湿度以及水下温度信息；使得通过移动端操作与显示系统能够操控无人船航行状态以及观看无人船环境感知信息；
所述无人船自主避障模块是在无人船航行的过程中，通过三维激光点云检测出前方出现障碍物，并被无人船上的激光雷达扫描到，所述激光雷达将这一信息传输至工控机内。
所述工控机内设置有雷达避碰程序，通过雷达避碰程序，确认前方发现障碍物，即下发指令给船舶控制板，控制板执行雷达程序规避指令，控制无人船做出规避动作。即无人船在自主航行时，激光雷达正常工作下，会将扫描到的景象转换为点状，当激光雷达识别到无人艇前方存在障碍物时，就是将数据传递给雷达避碰程序，雷达避碰程序会做出反应，规划新路径以避开障碍物，由无人船上的工控机程序下发指令给船舶控制板，控制板执行规避指令，控制无人船做出规避动作。
所述雷达避碰程序即无人船在自主航行时，且激光雷达正常工作下，会将扫描到的景象转换为点状，当激光雷达识别到无人艇前方存在障碍物时，就是将数据传递给避碰程序，避碰程序会做出反应，规划新路径以避开障碍物，有工控机程序下发指令给船舶控制板，控制板执行规避指令，控制无人船做出规避动作。
所述三维激光点云包括点云特征提取和点云目标分类，所述特征提取包括：对聚类后的障碍目标进行特征提取，提取的障碍物特征包括网格数量、网格形状、网格平均高度、网格高度差、网格平均回波强度；三维激光点云具体为采用Point-based方法，就是以pointnet++为代表，使用MLP提取point-wise的特征；以PointCNN为代表的，先计算卷积核，然后对点做卷积。所述Point-based方法表示的意思为基于点的方法，MLP表示多层感知器，所述PointCNN表示点云卷积神经网络，所述pointnet++表示为点网，所述point-wise表示为点方式，基于点的学习方法；
“虚假”目标特征提取：船舶尾浪、浮藻、漂浮物等“虚假”目标共同的特点是它们的高度与水面接近，高度差较小，点云较稀疏；将障碍物目标的平均高度、高度差、点数量作为特征，来判断这些目标是否为“虚假”目标。
大型船舶局部轮廓特征提取：大型船舶不同角度、距离得到的局部点云轮廓都不相同，在进行特征提取时应获取大型船舶的轮廓线特征；
其他目标特征提取：航标船、岸基、桥墩目标的检测也需要提取相应的特征来实现，航标船栅格的点数量、平均高度均小；岸基栅格的返回点回波强度弱，且轮廓线长；桥墩栅格平均高度高；
所述点云目标分类：采用向量机实现对目标的精确分类，向量机基于统计学习VC维理论和结构风险最小化原理，在高维特征空间构造一个超平面，解决线性条件不可分的分类问题。向量机一般解决的是二分类问题，本项目激光雷达目标实现显然是多分类问题，即将目标分为船舶、桥墩、岸基等多类，因此，需要提出一种多分类的支持向量机分类方法。在进行分类时，一般会遇到配错（mismatch）问题，所以在分类的结果中应增加一个“其他分类”类型，保证所有障碍物目标均会被分类。
本项目采用比较简单、可靠的二叉树思想来实现支持向量机的多分类，具体实现原理请参阅图2所示，为实现6类目标的分类，共需要设计5个分类器，即SVM1、SVM2、SVM3、SVM4和SVM5，图2中的1-“虚拟”目标，2-“小艇”目标，3-岸基目标，4-桥墩目标，5-大型船舶目标，6-其他目标。
本发明中的雷达避碰程序是现有程序软件，向量机和激光雷达均为现有技术，本领域技术人员已经能够清楚了解，在此不进行详细说明。
所述无人船船体是采用树脂、聚乳酸等材料通过3D打印而成，全长3.6米，宽0.65米的船体，在其外层涂覆玻璃钢材料，并安装螺旋桨与舵叶。模仿实际船型以1：50的比例，能够具备正常航行条件。
请参阅图3所示，本发明一实施例中，所述GPS模块包括U7芯片、电阻R82、电容C47、火线L7、电容C46、插座J1、电阻R79、电阻R80、电阻R81、电阻R83、火线L8、电容C48、电容C50和电容C49，所述U7芯片的11号引脚与所述电容C47一端连接，所述电容C47另一端与所述火线L7一端和插座J1的1号引脚串联设置，所述插座J1的2号引脚接地，所述火线L7另一端与所述电容C46一端串联后与3.3V端口连接，所述电容C46另一端接地，所述U7芯片的1号引脚与所述工控机的GPS RST端口连接，所述U7芯片的7号引脚与所述电阻R82一端连接，所述电阻R82的另一端接地，所述U7芯片的10号引脚、12号引脚、13号引脚和24号引脚串联后接地，所述U7芯片的21号引脚与所述电阻R79一端连接，所述电阻R79另一端与所述工控机的GPSRXD端口连接，所述U7芯片的20号引脚与所述电阻R80一端连接，所述电阻R80另一端与所述工控机的GPS TXD端口连接，所述U7芯片的3号引脚与所述电阻R81一端连接，所述电阻R81另一端与所述工控机的1PPS端口连接，所述U7芯片的8号引脚与所述电阻R83一端连接，所述U7芯片的9号引脚与所述电阻R83另一端连接，所述U7芯片的22号引脚和23号引脚串联后与所述电容C48一端连接，所述电容C48另一端接地，所述电容C48一端与所述电容C50一端串联后与所述火线L8一端连接，所述电容C50另一端接地，所述火线L8另一端与所述3.3V端口连接，所述火线L8另一端与所述电容C49一端连接，所述电容C49另一端接地。本发明中的U7芯片选用UBLOX公司的NEO-M8，工作电压为2.7V—3.6V（采用3.3V供电），工作温度-40°C至+85°C，在工作时的电流大小为60mA。该芯片与ARM之间有5个I/O相连接分别是RX,TX,1PPS,GPS ON(控制GPS电压)，能够与外接GPS天线连接，从而实现无人船的位置定位。
一种无人船自主航行系统的工作方法：
步骤S1、启动无人船，由操控人员检查无人船船体以及船上设备是否正常，打开无人船电源开关，设备正常工作；
步骤S2、工控机通过无线路由器，接入2.4G天线基站，控制板通过SIM卡连接4G网络，数据通信服务系统开始工作；
步骤S3、将无人船环境感知系统中各传感器所获得的无人船航行水域的风速风向信息、大气压强信息、光照强度信息、温湿度信息、水下温度信息，以及激光雷达和高清摄像头所获取的航行水域环境信息；通过数据通信服务系统发送给移动端操作与显示系统；
步骤S4、同时将无人船GPS定位信息和电罗经采集的航向信息、电压电流等工况信息以及激光雷达和高清摄像头所获取的图像信息发送给无人船控制系统；无人船控制系统中的工控机对数据进行整合，编译后，通过数据通信服务系统发送给移动端操作与显示系统；
步骤S5、移动端操作与显示系统接收无人船操作系统和无人船环境感知系统发送的无人船水域航行信息和船舶工况信息，在移动操作端与显示系统选择自动航行模式，并为无人船确定起始位置和终点位置，通过数据通信服务系统，将数据发送给无人船控制系统；
步骤S6、无人船控制系统控制无人船按照移动端操作与显示确定的起始位置和终点位置，并根据工控机整合的数据，实时调整舵角，艏向角，转速等参数，无人船进入自动航行状态；
步骤S7、在航行过程中，出现障碍物时，可通过无人船自主避障模块进行避障，且航行中出现无人船搁浅的情况时，工作人员还能通过GPS模块对无人船的位置坐标进行定位，便于工作人员能够更好的找到无人船。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种无人船自主航行系统，其特征在于：包括无人船船体和无人船自动航行控制模块，所述无人船自动航行控制模块包括无人船控制系统、无人船环境感知系统、数据通信服务系统、移动端操作与显示系统、无人船自主避障模块和用于反馈无人船信息的GPS模块；
所述无人船控制系统包括工控机、控制板、电罗经、继电器、电流采集器、电压降压模块、电线；工控机用于汇总数据，下达指令；控制板由STM32芯片构成用于执行指令，控制螺旋桨和舵叶转动；电罗经用于提供船舶航行方位、继电器用于控制电路通断、电流采集器用于采集电路工作时电流、电压降压模块用于转换电压给控制板供电，经所述无人船控制系统可操控无人船船体的船舶航行状态；
所述无人船环境感知系统包括风速风向传感器、大气压强传感器、光照强度传感器、温湿度传感器、水下温度传感器、高清摄像头、激光雷达；风速风向传感器用于采集无人船航行水域的风速风向信息，并发送给工控机；大气压强传感器用于采集无人船航行水域的大气压强信息，并发送给工控机；光照强度传感器用于采集无人船航行水域的光照强度信息，并发送给工控机；温湿度传感器用于采集无人船航行水域的温湿度信息，并发送给工控机；水下传感器用于采集无人船航行水域的水域温度信息，并发送给工控机；高清摄像头用于观察无人船航行水域水面状况，监控无人船航行，并将视频信息通过数据通信服务系统传输至岸上的移动端操作与显示系统；激光雷达用于扫描无人船航行水域水面，检测无人船航行水域，并将数据传输至工控机；所述工控机将采集到的数据经数据通信服务系统传输至岸上的移动端操作与显示系统内；
所述数据通信服务系统包括无线路由器，2.4G天线基站，云端服务器，SIM卡，4G网络，无线路由器发挥中间过渡作用，采用桥接功能，桥接2.4G天线基站，工控机连接无线路由器，从而实现与2.4G天线基站通信，使工控机上的数据能够经由2.4G天线基站，再传输到岸端的移动端操作与显示系统内，云端服务器用于接收控制板通过SIM卡连接4G网络上传的数据，起到控制板与岸端的移动端操作与显示系统传输中间站作用；
所述移动端操作与显示系统包括无人船控制与显示软件、雷达显示软件、船舶工况软件和电脑，无人船控制与显示软件用于控制无人船航行状态，并显示无人船上航行状态信息，包括电压电流和航速航向，雷达显示软件用于显示激光雷达扫描的图像，船舶工况软件用于显示无人船环境感知信息，包括显示风速风向、大气压强、光照强度、温湿度以及水下温度信息；
所述无人船自主避障模块是在无人船航行的过程中，通过三维激光点云检测出前方出现障碍物，并被无人船上的激光雷达扫描到，所述激光雷达将这一信息传输至工控机内。
2.根据权利要求1所述的一种无人船自主航行系统，其特征在于：所述工控机内设置有雷达避碰程序，通过雷达避碰程序，确认前方发现障碍物，即下发指令给船舶控制板，控制板执行雷达程序规避指令，控制无人船做出规避动作。
3.根据权利要求1所述的一种无人船自主航行系统，其特征在于：所述三维激光点云包括点云特征提取和点云目标分类，所述特征提取包括：对聚类后的障碍目标进行特征提取，提取的障碍物特征包括网格数量、网格形状、网格平均高度、网格高度差、网格平均回波强度；
“虚假”目标特征提取：船舶尾浪、浮藻、漂浮物“虚假”目标共同的特点是它们的高度与水面接近，高度差较小，点云较稀疏；将障碍物目标的平均高度、高度差、点数量作为特征，来判断这些目标是否为“虚假”目标；
大型船舶局部轮廓特征提取：大型船舶不同角度、距离得到的局部点云轮廓都不相同，在进行特征提取时应获取大型船舶的轮廓线特征；
其他目标特征提取：航标船、岸基、桥墩目标的检测也需要提取相应的特征来实现，航标船栅格的点数量、平均高度均小；岸基栅格的返回点回波强度弱，且轮廓线长；桥墩栅格平均高度高；
所述点云目标分类：采用向量机实现对目标的精确分类，向量机基于统计学习VC维理论和结构风险最小化原理，在高维特征空间构造一个超平面，解决线性条件不可分的分类问题。
4.权利要求1所述的一种无人船自主航行系统，其特征在于：所述无人船船体是采用树脂、聚乳酸材料通过3D打印而成，全长3.6米，宽0.65米的船体，在其外层涂覆玻璃钢材料，并安装螺旋桨与舵叶。
5.根据权利要求1所述的一种无人船自主航行系统，其特征在于：所述GPS模块包括U7芯片、电阻R82、电容C47、火线L7、电容C46、插座J1、电阻R79、电阻R80、电阻R81、电阻R83、火线L8、电容C48、电容C50和电容C49，所述U7芯片的11号引脚与所述电容C47一端连接，所述电容C47另一端与所述火线L7一端和插座J1的1号引脚串联设置，所述插座J1的2号引脚接地，所述火线L7另一端与所述电容C46一端串联后与3.3V端口连接，所述电容C46另一端接地，所述U7芯片的1号引脚与所述工控机的GPS RST端口连接，所述U7芯片的7号引脚与所述电阻R82一端连接，所述电阻R82的另一端接地，所述U7芯片的10号引脚、12号引脚、13号引脚和24号引脚串联后接地，所述U7芯片的21号引脚与所述电阻R79一端连接，所述电阻R79另一端与所述工控机的GPS RXD端口连接，所述U7芯片的20号引脚与所述电阻R80一端连接，所述电阻R80另一端与所述工控机的GPS TXD端口连接，所述U7芯片的3号引脚与所述电阻R81一端连接，所述电阻R81另一端与所述工控机的1PPS端口连接，所述U7芯片的8号引脚与所述电阻R83一端连接，所述U7芯片的9号引脚与所述电阻R83另一端连接，所述U7芯片的22号引脚和23号引脚串联后与所述电容C48一端连接，所述电容C48另一端接地，所述电容C48一端与所述电容C50一端串联后与所述火线L8一端连接，所述电容C50另一端接地，所述火线L8另一端与所述3.3V端口连接，所述火线L8另一端与所述电容C49一端连接，所述电容C49另一端接地。
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