CN112230639A - 一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统及方法，系统包括水面监控子系统，ARV回收控制子系统和运动控制子系统；方法包括：当压力开关检测到ARV上浮水面后，ARV卫星通讯模块将经纬度信息，发送给母船卫星收发模块，也发送给远程回收管理模块；母船卫星收发模块将ARV定位信息发送给水面监控计算机；水面监控计算机将ARV定位信息在液晶显示屏上进行显示，同时根据母船GPS模块发送的母船定位信息，计算母船与ARV的距离及方位，并选择无线电遥控回收过程或卫星自主回收过程进行回收。本发明实现了ARV远程智能化回收，能够有效地提高ARV回收过程中载体的安全性，避免了船员冒险作业回收，保障人员安全。

Description

一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统及方法

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，具体地说是一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统及方法。

背景技术

随着陆地资源的日益枯竭，人们把目光投向了占地球表面积71％并富含有丰富资源的海洋。水下机器人作为一种替代或者协助人类探索海洋、开发海洋的智能工具在本世纪受到了极大的重视。自主遥控水下机器人(ARV，Autonomous&RemotelyoperatedVehicle))是一种新型无人潜水器，它综合了遥控水下机器人(ROV)和自主水下机器人(AUV)的优点，它既可以象AUV一样具有大范围水下搜索和探测的能力，又可以像ROV一样通过光纤微缆进行实时遥控完成取样作业。

ARV在完成探测及作业任务后，会剪断光纤并抛载上浮水面。海上环境复杂，海况较差时，ARV的回收将会变得非常困难。

目前水下机器人主流的回收方式是使用专用母船或者以船员冒险作业回收，但受到海上复杂自然环境影响，水下机器人与母船回收装置对接困难，船员下水回收人身安全也无法得到保障。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统及方法，通过母船发送无线电遥控指令或者卫星发送回收目标回收点指令，控制ARV按照遥控指令回航或者按照自主回航至母船下发的目标回收点，从而实现ARV的远程回收，具有良好的可移植性。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统，包括

水面监控子系统，设置于母船上，与ARV回收控制子系统无线连接，向ARV回收控制子系统发送无线电遥控命令，以及通过卫星发送回收经纬度命令，同时接收并显示ARV回收控制子系统反馈的无线电信息以及卫星定位信息；

ARV回收控制子系统，设置于ARV本体，与水面监控子系统和ARV运动控制子系统无线连接，接收水面监控子系统发送的无线电遥控命令和卫星发送的回收经纬度命令，控制ARV运动控制子系统执行回航行为；实时反馈ARV定位信息、实际航向角和ARV前向速度；

ARV运动控制子系统，设置于ARV本体，与ARV回收控制子系统通过CAN总线连接，接收ARV回收控制子系统发送的电机控制指令，通过推进器转动实现ARV水面遥控回航或自主回航。

所述水面监控子系统包括：

母船GPS模块，连接母船卫星收发模块，通过串口交互数据，母船卫星定位信息；

母船卫星收发模块，连接水面监控计算机，通过串口交互数据，用于接收ARV卫星定位信息及下发目标回收点命令；

水面监控计算机，显示母船及ARV卫星定位信息，下发目标回收点的人机交互窗口。

所述水面监控子系统还包括无线电遥控装置，该无线电遥控装置包括：

无线电通讯模块，连接主控芯片且无线连接ARV，接收主控芯片发送的遥控杆状态信息，并发送给ARV；

主控芯片，连接遥控杆，通过AD采样电路采集遥控杆状态指令，发送给无线电通讯模块；

液晶显示屏，通过视频显示电路连接主控芯片，接收ARV反馈的无线电信息并显示。

所述ARV回收控制子系统包括：

ARVGPS模块，连接ARV卫星收发模块，接收卫星定位信息，发送给ARV卫星收发模块；

ARV卫星收发模块，连接远程回收管理模块，且与母船卫星收发模块无线连接，向远程回收管理模块发送目标回收点命令并向母船卫星收发模块发送ARV目前的定位信息；

ARV无线电通讯模块，连接远程回收管理模块，且与母船无线电遥控装置内的无线电通讯模块无线连接，接收远程回收管理模块发送的ARV实际航向角信息和ARV实际前向速度信息后发送给母船的无线电通讯模块；

电子罗盘，连接远程回收管理模块，向远程回收管理模块发送ARV航行姿态信息，并接收远程回收管理模块的上电控制；

压力开关，连接远程回收管理模块，通过压力信号判断ARV是否上浮水面；

远程回收管理模块，连接ARV运动控制子系统，向ARV运动控制子系统发送推进器电机控制命令；接收ARV运动控制子系统反馈的推进器电机运行状态。

所述远程回收管理模块包括：

继电器控制电路，连接嵌入式控制芯片、ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块和电子罗盘，用于接收嵌入式控制芯片的控制信号，对ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块和电子罗盘进行通断控制；

串口通讯电路，连接嵌入式控制芯片、ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块和电子罗盘，用于建立嵌入式控制芯片与ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块、电子罗盘之间的串口通讯；

状态检测电路，连接压力开关和嵌入式控制芯片，检测压力开关信号发送给嵌入式控制芯片；

CAN通信电路，连接嵌入式控制芯片和ARV运动控制子系统，将嵌入式控制芯片发送的控制命令发送给ARV运动控制子系统，并且将ARV运动控制子系统的状态信息反馈给嵌入式控制芯片；

嵌入式控制芯片，用于当处于无线电遥控模式时，通过串口通讯电路接收无线电控制命令，经过解析及数据处理后变为推进器电机控制命令，通过CAN总线控制ARV运动控制子系统执行推进器电机控制命令，同时将ARV实际航向角信息、ARV实际前向速度信息通过无线电通讯模块反馈母船；当处于卫星自主回收模式时，通过串口通讯电路接收卫星收发模块转发的目标回收点命令，解析后执行定点回收流程，将计算的推进器转速通过CAN总线控制ARV运动控制子系统执行控制命令，同时将ARV目前的定位信息反馈给母船。

所述ARV运动控制子系统包括：相互连接的推进器和驱动器，驱动器连接CAN通信电路，接收ARV回收控制子系统发送的推进器电机控制命令，驱动对应的推进器转动，控制ARV回航；

所述推进器分为主推进器和侧向推进器，主推进器分为左侧主推进器和右侧主推进器；所述驱动器分为主推驱动器和侧推驱动器，主推驱动器分为左主推驱动器和右主推驱动器；且左侧主推进器与左主推驱动器连接，右侧主推进器与右主推驱动器连接，侧向推进器与侧推驱动器连接。

一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制方法，包括：

步骤1：当压力开关检测到ARV上浮水面后，远程回收管理模块控制ARV卫星收发模块、无线电通讯模块、电子罗盘上电；

步骤2：ARV卫星通讯模块将ARVGPS模块收到的经纬度信息，通过卫星发送给位于母船上的水面监控子系统内的母船卫星收发模块，同时也通过串口发送给远程回收管理模块；母船卫星收发模块将接收到的ARV定位信息发送给水面监控计算机；

步骤3：水面监控计算机将ARV定位信息在液晶显示屏上进行显示，同时根据母船GPS模块发送的母船定位信息，计算母船与ARV的距离及方位，并选择无线电遥控回收过程或卫星自主回收过程进行回收。

当母船与ARV距离小于无线电有效通信距离3Km时，采用无线电遥控回收方式；当母船与ARV距离大于无线电有效通信距离3Km时，采用卫星自主回收方式。

所述无线电遥控回收过程为：

步骤1：无线电遥控装置的操纵杆接收遥控杆状态信息，无线电遥控装置内的主控芯片采集遥控杆状态信息，发送给无线电通讯模块，所述遥控杆状态信息包括前进、后退、左转、右转；

步骤2：无线电通讯模块将处理后的遥控杆状态信息发送给ARV无线电通讯模块，并通过串口发送给远程回收管理模块；

步骤3：嵌入式控制芯片接收遥控杆状态信息，解析该遥控杆状态信息，生成电机控制命令；

步骤4：远程回收模块通过CAN总线对ARV运动控制子系统的对应电机进行推进控制，具体为：

当控制命令为前进时，ARV运动控制子系统控制左、右主推电机均正转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推电机转速；

当控制命令为后退时，ARV运动控制子系统控制左、右主推电机均反转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推电机转速；

当控制命令为左转时，ARV运动控制子系统控制右主推电机正转，左主推电机反转同时侧推电机正转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推、侧推电机转速；

当控制命令为右转时，ARV运动控制子系统控制左主推电机正转，右主推电机反转同时侧推电机反转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推、侧推电机转速；

步骤5：嵌入式控制芯片从串口获得电子罗盘的实际航向信息，从GPS获得实际航速信息，通过串口发送给ARV无线电通讯模块；ARV无线电通讯模块将上述信息发送给母船无线电遥控装置内的无线电通讯模块，无线电遥控装置内的主控芯片从无线电通讯模块串口获得ARV状态信息，并在液晶显示屏上显示。

所述卫星自主回收过程包括：

步骤1：水面监控计算机接收到目标回收经点，母船卫星收发模块通过卫星将目标回收点发送给ARV卫星收发模块；ARV卫星收发模块接收目标回收点，通过串口发送给远程回收管理模块内的嵌入式控制芯片；

步骤2：嵌入式控制芯片将该目标回收点设置为目标航点，ARV目前定位点为起始航点，二者连线即为预定航线，ARV实际位置与目标回收点之间连线即可得到目标航向角，ARV的实际航向角由电子罗盘反馈，二者之差为航向角偏差，通过PID计算，得到ARV各方向推力，再进行推力分配，输出结果为各个推进器的转向及转速；

步骤3：将得到的推进控制命令，通过CAN总线发送给ARV运动控制子系统；

步骤4：ARV运动控制子系统执行推进控制命令，进行自主回航；

步骤5：嵌入式控制芯片定时通过ARV卫星通讯模块发送ARV实际位置信息，母船卫星通讯模块接收后在母船水面监控计算机上显示。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明实现了ARV远程智能化回收，能够有效地提高ARV回收过程中载体的安全性，避免了船员冒险作业回收，保障人员安全；

2.本发明具有无线电遥控回收和卫星自主回收两种模式，当ARV距离母船较远时，可采用卫星自主回收方式并设置母船附近目标回收点，使ARV靠近母船；之后采用无线电遥控回收方式使ARV逐渐靠近母船。两种回收方式可以任意切换，增强了远程回收控制系统的实用性。

附图说明

图1为远程回收控制系统结构图；

图2为母船水面监控子系统结构图；

图3为ARV回收控制子系统结构图；

图4为ARV运动控制子系统结构图；

图5为本发明的方法流程图；

图6为无线电遥控回收过程图；

图7为卫星自主回收过程图；

图8为ARV在卫星自主回航模式下航迹控制示意图；

其中，1为水面监控子系统、2为ARV回收控制子系统、3为ARV运动控制子系统、4为母船、5为卫星、6为ARV、7为右主推电机、8为左主推电机、9为侧推电机。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

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。但本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明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，不是旨在于限制本发明。

如图1所示为远程回收控制系统结构图。

一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统，包括：位于母船上的水面监控子系统、位于ARV本体的ARV回收控制子系统以及位于ARV本体的运动控制子系统。

ARV回收控制子系统判断ARV上浮水面后，将卫星定位信息发送到位于母船上的水面监控子系统，后者判断采用无线电遥控回收模式或者卫星自主回收模式。当采用无线电遥控回收模式时，水面监控子系统向ARV回收控制子系统发送无线电遥控命令，ARV回收控制子系统根据该命令控制ARV运动控制子系统执行回航行为，同时向水面监控子系统反馈相应无线电信息；当采用卫星自主回收模式时，水面监控子系统向ARV回收控制子系统通过卫星发送目标回收点命令，后者根据该命令控制ARV运动控制子系统执行自主回航行为，并通过卫星反馈ARV位置信息。

位于母船上的水面监控子系统：包括母船GPS模块、母船卫星收发模块及天线、无线电遥控装置及天线、安装有水面显控软件的水面监控计算机。主要作用是向ARV回收控制子系统发送无线电遥控命令或通过卫星发送回收经纬度命令，同时接收并显示ARV回收控制子系统反馈的无线电信息以及卫星定位信息。

位于ARV本体的ARV回收控制子系统：包括ARVGPS模块、ARV卫星收发模块及天线、电子罗盘、无线电通讯模块、远程回收管理模块及压力开关。主要作用是接收位于母船上的水面监控子系统发送的无线电遥控命令或者卫星发送的回收经纬度命令，根据该命令控制ARV运动控制子系统执行回航行为；同时通过卫星收发模块实时反馈ARV定位信息，通过5:无线电通讯模块实时反馈ARV实际航向角、ARV前向速度。

ARV运动控制子系统主要由右侧主推进器、右主推驱动器、左侧主推进器、左主推驱动器、侧向推进器、侧推驱动器及CAN网络组成。ARV运动控制子系统的主要作用是接收ARV回收控制子系统发送的电机控制指令，通过推进器转动实现ARV水面遥控回航或自主回航。

如图2所示为母船水面监控子系统结构图。

位于母船上的水面监控子系统：包括母船GPS模块、母船卫星收发模块及天线、无线电遥控装置及天线、安装有水面显控软件的水面监控计算机。

所述母船GPS模块与母船卫星收发模块相连，通过串口交互数据，用于接收母船卫星定位信息。

所述母船卫星收发模块与水面监控计算机相连，通过串口交互数据，用于接收ARV卫星定位信息及下发目标回收点命令。

所述水面显控计算机作用为显示母船及ARV卫星定位信息，下发目标回收点的人机交互窗口。

所述无线电遥控装置包含主控芯片、无线电通讯模块、遥控杆、液晶显示屏。主控芯片通过串口通讯电路与无线电通讯模块进行数据交互；主控芯片通过AD采样电路采集遥控杆指令；主控芯片通过视频显示电路与液晶显示屏相连。无线电遥控装置将遥控杆状态信息通过无线电通讯模块转发给ARV来实现对ARV的无线电遥控，同时接收ARV反馈的无线电信息并在液晶显示屏显示。遥控杆状态信息包括前进、后退、左转、右转；ARV反馈的无线电信息包括ARV实际航向角、ARV前向速度。

图3为ARV回收控制子系统结构图。

位于ARV本体的ARV回收控制子系统：包括ARVGPS模块、ARV卫星收发模块及天线、电子罗盘、无线电通讯模块、远程回收管理模块及压力开关。主要作用是接收位于母船上的水面监控子系统发送的无线电遥控命令或者卫星发送的回收经纬度命令，根据该命令控制ARV运动控制子系统执行回航行为；同时通过卫星收发模块实时反馈ARV定位信息，通过无线电通讯模块实时反馈ARV实际航向角、ARV前向速度。

所述ARVGPS模块与ARV卫星收发模块相连，通过串口交互数据，用于接收卫星定位信息。

所述ARV卫星收发模块与母船卫星收发模块配对使用，与远程回收管理模块相连，通过串口与远程回收管理模块进行数据交互。

所述ARV无线电通讯模块与母船无线电遥控装置内的无线电通讯模块配对使用，与远程回收管理模块相连，通过串口与远程回收管理模块进行数据交互。

所述电子罗盘提供ARV航行姿态信息，与远程回收管理模块相连，通过串口与远程回收管理模块进行数据交互。

所述压力开关与远程回收管理模块相连，用于判断ARV是否上浮水面。

所述远程回收管理模块包括：

嵌入式控制芯片分别与继电器控制电路、串口通讯电路、CAN通信电路连接。主要功能为：当处于无线电遥控模式时，通过串口通讯电路接收无线电控制命令，经过解析及数据处理后变为推进器电机控制命令，通过CAN总线控制ARV运动控制子系统执行控制命令，同时将ARV实际航向角信息、ARV实际前向速度信息通过无线电通讯模块反馈母船；当处于卫星自主回收模式时，通过串口通讯电路接收卫星收发模块转发的目标回收点命令，解析后执行定点回收流程，将计算的推进器转速通过CAN总线控制ARV运动控制子系统执行控制命令，同时将ARV目前的定位信息反馈给母船。

继电器控制电路：用来控制ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块、电子罗盘的供电控制。

串口通讯电路：共包括四路串口，分别与ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块、电子罗盘。

CAN通信电路：实现嵌入式控制芯片与ARV运动控制子系统的通讯，嵌入式控制芯片通过CAN总线向ARV运动控制子系统的电机驱动器发送控制命令，ARV运动控制子系统的状态信息通过CAN总线反馈给嵌入式控制芯片。

状态检测电路：与压力开关相连，用来检测压力开关信号，再由嵌入式控制芯片判断ARV是否上浮水面。

图4为ARV运动控制子系统结构图。

ARV运动控制子系统主要由右侧主推进器、右主推驱动器、左侧主推进器、左主推驱动器、侧向推进器、侧推驱动器及CAN网络组成。推进器与各驱动器单独连接，3个驱动器与CAN网络连接，CAN网络与ARV回收控制子系统的CAN通信电路连接。ARV运动控制子系统的主要作用是接收ARV回收控制子系统发送的电机控制指令，通过推进器转动实现ARV水面遥控回航或自主回航。

图5为本发明的方法流程图。

一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制方法，包括无线电遥控回收模式及卫星自主回收模式。步骤包括：

1)当压力开关检测到ARV上浮水面后，远程回收管理模块控制ARV卫星收发模块、无线电通讯模块、电子罗盘上电；

2)ARV卫星通讯模块通过串口接收ARVGPS模块收到的经纬度信息，在处理器内解析后，一方面将该定位信息通过卫星发送给位于母船上的水面监控子系统内的母船卫星收发模块，同时也通过串口发送给远程回收管理模块；

3)母船卫星收发模块将接收到的ARV定位信息通过串口通讯发送给安装有水面显控软件的水面监控计算机；

4)安装有水面显控软件的水面监控计算机将母船卫星收发模块转发的ARV定位信息在水面显控软件上进行显示，同时根据母船GPS模块发送的母船定位信息，自动计算母船与ARV的距离及方位；

5)母船操控人员根据步骤(4)的距离和方位决定采用无线电遥控回收方式或者卫星自主回收方式；

6)如采用无线电遥控回收方式，则执行无线电遥控回收流程；

7)如采用卫星自主回收方式，则执行卫星自主回收流程。

图6为无线电遥控回收模式流程图。

所述无线电遥控回收流程包括以下步骤：

1)母船操控人员使用无线电遥控装置的遥控杆发送遥控命令，无线电遥控装置内的主控芯片采集遥控杆产生的遥控命令，

2)主控芯片处理采集到的遥控命令，通过串口发送给无线电通讯模块，所述遥控命令包括前进、后退、左转、右转；

3)无线电通讯模块将处理后的遥控命令转发给位于ARV本体的ARV无线电通讯模块；

4)位于ARV本体的ARV无线电通讯模块将接收到的遥控命令通过串口转发给远程回收管理模块；

5)远程回收管理模块内的嵌入式控制芯片接收遥控命令，解析该遥控命令，变为电机控制命令；

6)远程回收模块通过CAN总线完成对ARV运动控制子系统对应电机的推进控制。当控制命令为前进时，ARV运动控制子系统控制左、右主推电机均正转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推电机转速；当控制命令为后退时，ARV运动控制子系统控制左、右主推电机均反转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推电机转速；当控制命令为左转时，ARV运动控制子系统控制右主推电机正转，左主推电机反转同时侧推电机正转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推、侧推电机转速；当控制命令为右转时，ARV运动控制子系统控制左主推电机正转，右主推电机反转同时侧推电机反转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推、侧推电机转速；

7)嵌入式控制芯片从串口获得电子罗盘的实际航向信息，从GPS获得实际航速信息，通过串口发送给ARV无线电通讯模块；

8)ARV无线电通讯模块将上述信息发送给母船无线电遥控装置内的无线电通讯模块；

9)无线电遥控装置内的主控芯片从无线电通讯模块串口获得ARV状态信息，并在液晶显示屏上显示。

图7为卫星自主回收模式流程图。

所述卫星自主回收流程包括以下步骤：

1)操控人员在母船的水面监控计算机上输入目标回收经纬度点；

2)母船卫星收发模块通过串口接收该目标回收点，通过卫星发送给ARV卫星收发模块；

3)ARV卫星收发模块接收目标回收点，通过串口发送给远程回收管理模块内的嵌入式控制芯片；

4)嵌入式控制芯片将该目标回收点设置为目标航点，ARV目前定位点为起始航点，二者连线即为预定航线，嵌入式控制芯片运行航迹控制算法；

5)嵌入式控制芯片将计算得到的推进控制结果，通过CAN总线发送给ARV运动控制子系统；

6)ARV运动控制子系统执行命令，完成自主回航；

7)嵌入式控制芯片定时通过ARV卫星通讯模块发送ARV实际位置信息，母船卫星通讯模块接收后在母船水面监控计算机上显示。

图8为ARV在卫星自主回航模式下航迹控制示意图。

ARV实际位置与目标回收点之间连线即可得到目标航向角，ARV的实际航向角可以由电子罗盘反馈，二者之差为航向角偏差，通过PID计算即可得到ARV各方向推力，再进行推力分配，输出结果为各个推进器的转速，下发给ARV运动控制子系统即可。

Claims (10)

1.一种用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统，其特征在于，包括

水面监控子系统，设置于母船上，与ARV回收控制子系统无线连接，向ARV回收控制子系统发送无线电遥控命令，以及通过卫星发送回收经纬度命令，同时接收并显示ARV回收控制子系统反馈的无线电信息以及卫星定位信息；

ARV回收控制子系统，设置于ARV本体，与水面监控子系统和ARV运动控制子系统无线连接，接收水面监控子系统发送的无线电遥控命令和卫星发送的回收经纬度命令，控制ARV运动控制子系统执行回航行为；实时反馈ARV定位信息、实际航向角和ARV前向速度；

ARV运动控制子系统，设置于ARV本体，与ARV回收控制子系统通过CAN总线连接，接收ARV回收控制子系统发送的电机控制指令，通过推进器转动实现ARV水面遥控回航或自主回航。

2.根据权利要求1所述的用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统，其特征在于：所述水面监控子系统包括：

母船GPS模块，连接母船卫星收发模块，通过串口交互数据，母船卫星定位信息；

母船卫星收发模块，连接水面监控计算机，通过串口交互数据，用于接收ARV卫星定位信息及下发目标回收点命令；

水面监控计算机，显示母船及ARV卫星定位信息，下发目标回收点的人机交互窗口。

3.根据权利要求1或2所述的用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统，其特征在于：所述水面监控子系统还包括无线电遥控装置，该无线电遥控装置包括：

无线电通讯模块，连接主控芯片且无线连接ARV，接收主控芯片发送的遥控杆状态信息，并发送给ARV；

主控芯片，连接遥控杆，通过AD采样电路采集遥控杆状态指令，发送给无线电通讯模块；

液晶显示屏，通过视频显示电路连接主控芯片，接收ARV反馈的无线电信息并显示。

4.根据权利要求1所述的用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统，其特征在于：所述ARV回收控制子系统包括：

ARV GPS模块，连接ARV卫星收发模块，接收卫星定位信息，发送给ARV卫星收发模块；

ARV卫星收发模块，连接远程回收管理模块，且与母船卫星收发模块无线连接，向远程回收管理模块发送目标回收点命令并向母船卫星收发模块发送ARV目前的定位信息；

ARV无线电通讯模块，连接远程回收管理模块，且与母船无线电遥控装置内的无线电通讯模块无线连接，接收远程回收管理模块发送的ARV实际航向角信息和ARV实际前向速度信息后发送给母船的无线电通讯模块；

电子罗盘，连接远程回收管理模块，向远程回收管理模块发送ARV航行姿态信息，并接收远程回收管理模块的上电控制；

压力开关，连接远程回收管理模块，通过压力信号判断ARV是否上浮水面；

远程回收管理模块，连接ARV运动控制子系统，向ARV运动控制子系统发送推进器电机控制命令；接收ARV运动控制子系统反馈的推进器电机运行状态。

5.根据权利要求4所述的用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统，其特征在于：所述远程回收管理模块包括：

继电器控制电路，连接嵌入式控制芯片、ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块和电子罗盘，用于接收嵌入式控制芯片的控制信号，对ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块和电子罗盘进行通断控制；

串口通讯电路，连接嵌入式控制芯片、ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块和电子罗盘，用于建立嵌入式控制芯片与ARV无线电通讯模块、ARV卫星通讯模块、电子罗盘之间的串口通讯；

状态检测电路，连接压力开关和嵌入式控制芯片，检测压力开关信号发送给嵌入式控制芯片；

CAN通信电路，连接嵌入式控制芯片和ARV运动控制子系统，将嵌入式控制芯片发送的控制命令发送给ARV运动控制子系统，并且将ARV运动控制子系统的状态信息反馈给嵌入式控制芯片；

嵌入式控制芯片，用于当处于无线电遥控模式时，通过串口通讯电路接收无线电控制命令，经过解析及数据处理后变为推进器电机控制命令，通过CAN总线控制ARV运动控制子系统执行推进器电机控制命令，同时将ARV实际航向角信息、ARV实际前向速度信息通过无线电通讯模块反馈母船；当处于卫星自主回收模式时，通过串口通讯电路接收卫星收发模块转发的目标回收点命令，解析后执行定点回收流程，将计算的推进器转速通过CAN总线控制ARV运动控制子系统执行控制命令，同时将ARV目前的定位信息反馈给母船。

6.根据权利要求1所述的用于自主遥控水下机器人的远程回收控制系统，其特征在于：所述ARV运动控制子系统包括：相互连接的推进器和驱动器，驱动器连接CAN通信电路，接收ARV回收控制子系统发送的推进器电机控制命令，驱动对应的推进器转动，控制ARV回航；

所述推进器分为主推进器和侧向推进器，主推进器分为左侧主推进器和右侧主推进器；所述驱动器分为主推驱动器和侧推驱动器，主推驱动器分为左主推驱动器和右主推驱动器；且左侧主推进器与左主推驱动器连接，右侧主推进器与右主推驱动器连接，侧向推进器与侧推驱动器连接。

7.根据权利要求1～6任一项所述系统的远程回收控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：当压力开关检测到ARV上浮水面后，远程回收管理模块控制ARV卫星收发模块、无线电通讯模块、电子罗盘上电；

步骤2：ARV卫星通讯模块将ARV GPS模块收到的经纬度信息，通过卫星发送给位于母船上的水面监控子系统内的母船卫星收发模块，同时也通过串口发送给远程回收管理模块；母船卫星收发模块将接收到的ARV定位信息发送给水面监控计算机；

步骤3：水面监控计算机将ARV定位信息在液晶显示屏上进行显示，同时根据母船GPS模块发送的母船定位信息，计算母船与ARV的距离及方位，并选择无线电遥控回收过程或卫星自主回收过程进行回收。

8.根据权利要求7所述的远程回收控制方法，其特征在于：当母船与ARV距离小于无线电有效通信距离3Km时，采用无线电遥控回收方式；当母船与ARV距离大于无线电有效通信距离3Km时，采用卫星自主回收方式。

9.根据权利要求1或8所述的远程回收控制方法，其特征在于：所述无线电遥控回收过程为：

步骤1：无线电遥控装置的操纵杆接收遥控杆状态信息，无线电遥控装置内的主控芯片采集遥控杆状态信息，发送给无线电通讯模块，所述遥控杆状态信息包括前进、后退、左转、右转；

步骤2：无线电通讯模块将处理后的遥控杆状态信息发送给ARV无线电通讯模块，并通过串口发送给远程回收管理模块；

步骤3：嵌入式控制芯片接收遥控杆状态信息，解析该遥控杆状态信息，生成电机控制命令；

步骤4：远程回收模块通过CAN总线对ARV运动控制子系统的对应电机进行推进控制，具体为：

当控制命令为前进时，ARV运动控制子系统控制左、右主推电机均正转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推电机转速；

当控制命令为后退时，ARV运动控制子系统控制左、右主推电机均反转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推电机转速；

当控制命令为左转时，ARV运动控制子系统控制右主推电机正转，左主推电机反转同时侧推电机正转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推、侧推电机转速；

当控制命令为右转时，ARV运动控制子系统控制左主推电机正转，右主推电机反转同时侧推电机反转，并根据遥控杆动作比例控制左、右主推、侧推电机转速；

步骤5：嵌入式控制芯片从串口获得电子罗盘的实际航向信息，从GPS获得实际航速信息，通过串口发送给ARV无线电通讯模块；ARV无线电通讯模块将上述信息发送给母船无线电遥控装置内的无线电通讯模块，无线电遥控装置内的主控芯片从无线电通讯模块串口获得ARV状态信息，并在液晶显示屏上显示。

10.根据权利要求1或8所述的远程回收控制方法，其特征在于：所述卫星自主回收过程包括：

步骤1：水面监控计算机接收到目标回收经点，母船卫星收发模块通过卫星将目标回收点发送给ARV卫星收发模块；ARV卫星收发模块接收目标回收点，通过串口发送给远程回收管理模块内的嵌入式控制芯片；

步骤2：嵌入式控制芯片将该目标回收点设置为目标航点，ARV目前定位点为起始航点，二者连线即为预定航线，ARV实际位置与目标回收点之间连线即可得到目标航向角，ARV的实际航向角由电子罗盘反馈，二者之差为航向角偏差，通过PID计算，得到ARV各方向推力，再进行推力分配，输出结果为各个推进器的转向及转速；

步骤3：将得到的推进控制命令，通过CAN总线发送给ARV运动控制子系统；

步骤4：ARV运动控制子系统执行推进控制命令，进行自主回航；

步骤5：嵌入式控制芯片定时通过ARV卫星通讯模块发送ARV实际位置信息，母船卫星通讯模块接收后在母船水面监控计算机上显示。

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