CN113589342A - 一种海上应急救援编队指挥控制系统及其救援方法 - Google Patents
一种海上应急救援编队指挥控制系统及其救援方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113589342A CN113589342A CN202110768885.XA CN202110768885A CN113589342A CN 113589342 A CN113589342 A CN 113589342A CN 202110768885 A CN202110768885 A CN 202110768885A CN 113589342 A CN113589342 A CN 113589342A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rescue
- module
- flying wing
- water
- person falling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 43
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 14
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 206010013647 Drowning Diseases 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/10—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals
- G01S19/12—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals wherein the cooperating elements are telecommunication base stations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/53—Determining attitude
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/29—Geographical information databases
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
- H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
- H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
- H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
发明公开了一种海上应急救援编队指挥控制系统及其救援方法。本发明能够满足快速智能救援，同时可以进行集群编队式救援，不像传统救援船只人工操作救援单元，本方案中采用自动控制救援飞翼单元，可以自动控制救援飞翼到落水人员位置救援，同时可以满足不同的落水人员的搜救，有定位装置和无定位装置的落水人员都可以搜救，此外，在多个救援目标存在的情况下，可以进行编队救援，而且可以规划最优路径。
Description
技术领域
发明涉及通信技术领域，具体为一种海上应急救援编队指挥控制系统及 其救援方法。
背景技术
随着现代海域越来越开放，海域范围越来越大，海事事故越来越频繁， 通常情况出现险情后据有关部门统计，全球每年37.2万人死于溺水。
但是传统救援具有如下缺点：
(1)效率低：救援时间受人员体力及反应速度影响，一次救援人数有限；
(2)难度大：救援范围有限，(离岸流、湍流河道，大跨度湖泊，水灾 等)
(3)风险高：救援人员自身的体力及环境不可确定因素风险；
发明内容
一种海上应急救援编队指挥控制系统，包括应急救援指挥控制系统终端 和海上应急救援飞翼两部分，一个应急救援指挥控制系统终端与若干个海上 应急救援飞翼通信；
应急救援指挥控制系统终端包括救援飞翼航行状态显示模块、北斗信号 接收模块、无线通信模块、救援控制模块，其中救援控制模块包括了海图输 入模块、救援指令/参数模块、智能分析模块；海图输入模块与救援指令/参数 模块相互有线通信，救援指令/参数模块与智能分析模块相互有线通信；
救援飞翼航行状态显示模块显示了飞翼的航速、姿态角、经纬度地理坐 标、艏向、救援飞翼电量，终端电量、飞翼电机转速、艏向角、纵倾角、横 倾角、偏航距离、航迹跟踪目标艏向角等信息，并具有目标指令及控制参数 的发送功能。
无线通信模块用于终端和飞翼之间的信息交互。
救援控制模块通过海图输入和输出，在海图存在的情况下能够实时显示 飞翼的经纬度坐标和运动轨迹，并能够通过海图完成飞翼航路点规划和指令 下达。
救援控制模块通过海图输入和输出子模块，在海图存在的情况下能够实 时显示飞翼的经纬度坐标和运动轨迹，并能够通过海图完成飞翼航路点规划 和指令下达。
援控制模块通过智能分析子模块能够根据落水人位置和救援飞翼的位置 给出最优救援方案。
救援指令/参数模块可以通过无线通信模块给飞翼下发控制指令包括目标 航速、目标艏向角、目标主机转速、目标舵机舵角等信息，同时可以在线调 整的运动控制参数。
北斗信号接收模块用于接收落水人员身救生衣上的北斗定位信号。
应急救援飞翼为U形结构船体，其中的无线通讯模块主要包括了无线电 台通讯和北斗通讯。
运动感知模块主要北斗定位设备，电子罗盘设备，水下红外摄像头。通 常落水人员包括两种，有定位信息人员和无定位信息人员，若落水人员有定 位信息，则通过北斗接收模块获取位置信息后进行救援，无定位信息人员则 可以通过水下红外摄像头进行搜索式救援。
运动控制模块包括航迹跟踪模块、航速控制模块、航向控制模块。执行 模块包括电机、传动机构、喷泵、喷嘴。终端通过无线通信下达指令后，运 动控制模块通过执行机构对喷泵电机转速和两电机转速差实现航速和航向的 改变。
所述救援飞翼信息采集主要采集电机、舵机的转速，电压，电流，电池 电量、放电电流、电池温度等信息。
有益效果：本发明能够满足快速智能救援，同时可以进行集群编队式救 援，不像传统救援船只人工操作救援单元，本方案中采用自动控制救援飞翼 单元，可以自动控制救援飞翼到落水人员位置救援，同时可以满足不同的落 水人员的搜救，有定位装置和无定位装置的落水人员都可以搜救，此外，在 多个救援目标存在的情况下，可以进行编队救援，而且可以规划最优路径。 能够有效避免由于恶劣天气、人员体力等因素导致的不确定性，增加了救援 工作的成功率。编队式的救援系统增加了救援地域的广度，同时也增加了救 援工作的时间跨度，极大的提高了救援效率。
附图说明
图1是本发明的硬件结构示意图。
图2是海上应急救援编队指挥控制算法流程图。
图3智能分析模块定位解析流程图。
图4飞翼救援路径控制原理示意图。
图5飞翼救援路径控制程序流程图。
图6飞翼结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明。
如图1所示：
救援飞翼航行状态显示模块采用PC机，型号联想M10；
北斗信号接收模块采用ARM芯片，型号STM32F103ZET6；
无线通信模块采用ARM芯片，型号STM32F103ZET6；
救援控制模块采用PC机，型号联想M10；
海图输入模块采用PC机，型号联想M10；
控制指令/参数模块采用PC机，型号联想M10；
智能分析模块采用PC机，型号联想M10；
无线通信模块采用ARM芯片，型号STM32F103ZET6；
运动感知模块采用单片机，型号MSP430
信息采集模块采用DSP芯片，型号TMS320F28335主要采集电机、舵机的 转速，电压，电流，电池电量、放电电流、电池温度等信息。
运动控制模块采用DSP芯片，型号TMS320F28335；
执行模块包括电机、传动机构、喷泵、喷嘴。终端通过无线通信下达指 令后，运动控制模块通过执行机构对喷泵电机转速，喷泵舵机舵角实现航速 和航向的改变。
航迹跟踪模块采用DSP芯片，型号TMS320F28335；
航速控制模块采用DSP芯片，型号TMS320F28335；
航向控制模块采用DSP芯片，型号TMS320F28335。
一种海上应急救援编队指挥控制系统流程如图2所示：
第一步，控制器(运动控制模块)确认飞翼参数是否存在，不存在飞翼 就设置飞翼参数进入第二步，如果存在飞翼进入第二步；
第二步，控制终端发送救援位置信息并发送救援指令；
第三步，智能分析模块存储信息并解算；
第四步，无线通信模块发送信息给飞翼；
第五步，飞翼无线通信模块接收信息并存储；
第六步，运动控制模块和航迹跟踪模块根据飞翼无线通信模块接收的信 息进行运动控制和航迹规划；
第七步，执行模块让电机喷泵工作。
应急救援控制终端软件主要负责接收北斗定位信息，无线模块通信信息， 根据智能分析出的最优路径算法得出输出量，下指令给救援飞翼，将飞翼的 航速、姿态角、经纬度地理坐标、艏向、救援飞翼电量，终端电量、飞翼电 机转速、艏向角、纵倾角、横倾角、偏航距离、航迹跟踪目标艏向角等状态 信息进行显示。同时也可以对飞翼的各种状态参数进行设置保证系统合理有 效的运行。
控制终端智能分析计算出最优路径后，最优路径确定是指选择一个飞翼 距离救援目标最近，或飞翼的海况最好能够安全快速到达救援目标；开启自 动导航救援功能，开启后实时采集飞翼的定位信息、定位数据，采集数据后 进行数据解析，解析出经纬度坐标，由于是地理坐标，需要转换地心直角坐 标，因此进行高斯投影换算，解算出直角坐标，并将结算结果数据发送给上 位机终端进行显示，解算出飞翼坐标后，采集飞翼指南针传感器的信息，计 算飞翼的转角，实时进行轨迹跟踪，根据航向角和转角，计算出航向偏差值。
最后根据航向偏差值，利用PID控制算法进行控制，将结果控制量输送 给执行机构控，执行结构通过控制左右两台电机转差运行，保证飞翼按预定 的计算结果修正航向，按照设定的路线进行直线行驶。
救援控制模块软件用QT开发，硬件平台为联想M10平板电脑，软件界 面显示海图信息，控制指令，智能分析。其中可以通过USB接口下载更新离 线海图信息。控制指令界面包括救援指令、落水人员位置信息、一键返航等 指令通过无线通信模块下达给救援飞翼。智能分析主要用于多目标救援时， 制定最优搜救路线，选择最优救援飞翼。最优搜救路线并选择最优救援飞翼 是指选择一个飞翼距离救援目标最近，或飞翼的海况最好能够安全快速到达 救援目标。飞翼为先有技术，技术内容可参考专利CN201910563161.4。
北斗信号接收模块接收到落水人员的定位信息后，通过RS485串口通讯 方式发送给救援控制平板电脑，同时相应的落水人员位置信息在海图上进行 显示。
无线通信模块主要由无线数传电台E90-DTU(400SL37)和无线串口通 信程序组成，负责将获得的飞翼的实时位置、速度、姿态角等信息上传至救 援控制系统，并将救援控制系统的控制指令传递给救援飞翼，是救援控制终 端和飞翼之间的数据链。
整个飞翼船体采用碳纤维作为整个壳体的材料。
其中，推进系统包括两套，对称地设置在自适应双流道遥控救生船U形 结构的两翼。本申请实施例以其中一翼为例进行介绍，图6所示：喷泵1、传 动机构2设置在自适应双流道遥控救生船U形结构一翼的尾部，喷泵通过传 动机构在3电机的带动下进行转动。4是执行模块主要功能是控制3电机的转 动，7为航迹跟踪模块，主要通过5航速控制模块和6航向控制模块实现，其 中，6航向控制模块控制两个电机转速差，通过两台电机的转差实现船体的转 向，5航速模块发送PPM信号给4执行模块，不同的PPM信号占空比代表不 同的转速。
当发现救援目标后，救援控制系统终端制定最优的救援路线，最优的救 援路线为计算若干个救援飞翼与救援目标的最短距离，或哪一个救援飞翼的 海况环境较好并且能够以最安全最短时间内到达救援目标；通过无线通信模 块发送到救援飞翼，救援飞翼接收到信号后把相应的救援轨迹信息发送到7 航迹跟踪模块，7航迹跟踪模块根据接收到的轨迹，发送的指令到6航向控制 模块和5航速控制模块，同时，9电子罗盘会协助7航机跟踪模块，保证救援 飞翼轨迹直线救援，缩短救援时间。
在飞翼开机后，10红外摄像头会实时的通过无线通讯数据链把图像信息 传输到救援控制系统终端。
17是北斗定位装置。利用定位装置17可以实现船体超视距定位，同时在 救援到落水者可以通过该装置及时发现救援人员位置。在复杂海况下，前一 时刻遥控救援者可能和落水者是可视的，但是由于海浪的影响下一时刻就是 不可视的，而该装置可以及时发送位置信号，手持遥控器者可以根据位置信 号判断落水者的位置，遥控调整船体位置至救援地点，从而大大的提高了救 援效率。
飞翼供电是电池包12提供，电池包对飞翼内部设备应进行供电，电池组 采用锂电池单体，单体通过串并联关系达到整个系统的总功率需求。电池包 自带充电接口，可满足设备的循环使用。
在船体前部两侧有救援把手13，落水人员可以在返回的途中握紧救援把 手13，支撑整个身体。
智能分析模块主要负责对北斗定位数据进行解析，处理，将球面坐标转 换为平面坐标，根据投放飞翼的位置以及落水人员的位置信息按照Dijkstra算 法，进行最短路径计算，得出最优救援路线。同时将路径结果通过无线通讯 输出给救援飞翼的执行模块进行航迹跟踪，而且在飞翼救援时，飞翼会实时 向救援终端发送实时坐标，保证救援进行时定位的可视性。
在飞翼、落水人员位置定位方面，主要是利用STM32F103ZET6芯片串 口来接收数据，经过数据表换后输出位置时间信息、南北位置信息、东西半 球信息、速度信息、定位模式、定位类型、卫星序号、卫星数量、卫星总量、 飞翼的实时位置坐标X、飞翼的实时位置坐标Y等。当接收到北斗定位模块 的一帧数据的时候，对数据进行解析。飞翼救援路径控制原理如图4所示， 位置输入经过模糊推理，转换为精确量，再经过模糊推理，最后输出调节量。
程序中有数据更新标志位置，每当数据更新完，将标志位置位，程序解 析程序就可以对数据进行更新。由于解析出的是基于球面的地理坐标，想要 应用于控制算法，还需要转换为平面直角坐标，在此本系统设计了一个转换 函数BL2XY()，用于坐标的转换，转换的结果存放于(Relative_rectX， Relative_rectY)中，最终将位置信息用于最优路径的算法计算中。
飞翼中的航迹跟踪模块主要是进行飞翼救援路径的控制，控制算法计算 出需要输出的模拟电压，对电机进行控制，从而控制飞翼的转向，同时采集 飞翼状态传感器的角度值，反馈给控制算法模块，进行角度的更正，保证飞 翼按着设定的直线航行。飞翼航迹跟踪模块的主要控制算法原理如图3所示： 串口接收定位数据→定位数据分析→坐标变换→控制算法→控制输出，控制 算法反馈到串口接收定位数据。算法控制的输入量是航向偏差角和横向偏差， 航向偏差角指的是飞翼的纵向线与期望轨迹之间的夹角，而横向偏差指的是 飞翼的位置与期望轨迹的纵向投影值，输出量为前轮期望转角。假设飞翼在 行驶的过程中，以期望轨迹的右侧为正方向，也就是说，如果飞翼位于期望 轨迹的右侧，横向偏差取为正，反之取为负，如果飞翼的纵向线与期望轨迹 的夹角在期望轨迹的右侧，则航向偏差为正，反之为负。
假设此时横向偏差为正，且偏差较大时，如果此时航向偏差角也是趋向 于偏大，则飞翼就会有增大偏差的趋势，此时应该输出期望转角的值应为负， 且值较大，使飞翼的电机向相反的方向，消除已有的正向误差继续变大的趋 势，如果此时航向偏差角为负，且很大时，说明飞翼本身有趋向于期望轨迹 的趋势，所以，输出量转向角不应该施加很大的控制量，或者不加控制量， 如果此时航向偏差角为负，且很小时，输出量期望转角应该为负，且量值为 适量。
同理，当横向偏差为负时，且偏差较大时，如果此时的航向偏差角为负， 且角度较大时，控制输出量应该为正值，且值较大，防止飞翼往负的方向航 行的趋势变大，如果偏差为负，角度较小，控制输出量应该为正值，但值应 当适中，减小飞翼自身误差。如果航向偏差角较小，输出控制量应为零或者 输出较小的值。如果此时航向偏差和航向偏差角都为0，则飞翼是按着设定的 路线直线航向，不需要调节。
总之，当误差较大时，控制的输出量应输出减小误差或消除误差的量， 误差减小时，应当适量调节，防止过量调节。
航迹跟踪具体流程如图5所示：第一步是暂定Kp值，第二步计算本次误 差与上次误差差值，第三步判断上次积分误差与本次积分误差是否异号，如 果是异号，第四步积分误差加本次误差，第五步判断积分误差是否在正负0.5 范围内，如果在正负0.5范围内，积分误差加本次误差。
其中采样周期为T，同时也作为采样序号，经过周期的采用，将离散的时 间组成连续的时间，用矩形计算方法将数值积分近似代替积分，用一阶后向 差分近似代替微分，就可以得到离散的表达式：
其中k为采样序号，取值k为0，1，2等；uk表示第k次采样时刻的输 出值，ek表示第k次采样时刻输入的偏差值，ek-1表示第k－1次采样时刻输入 的偏差值；Kp表示为比例系数，Ki表示为积分系数，Kd表示为微分系数。 如果采样周期足够小，则式中的近似计算可以获得足够精确的结果，离散控 制与连续控制的结果十分接近。
飞翼在自动航行的过程中，计算出按照直线航行需要转动的角度，根据 从飞翼窗台传感器采集的状态信息进行差值计算，计算出转向偏差，将角度 的转向偏差进行算法控制，将最终结果输出到电机，最终由电机控制系统来 控制飞翼转向，同时，还要将飞翼角度反馈给控制终端系统。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其 限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技 术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换， 而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明 的权利要求保护范围之内。
Claims (3)
1.一种海上应急救援编队指挥控制系统，其特征在于：包括应急救援指挥控制系统终端和海上应急救援飞翼两部分，一个应急救援指挥控制系统终端与若干个海上应急救援飞翼通信；
应急救援指挥控制系统终端包括救援飞翼航行状态显示模块、北斗信号接收模块、无线通信模块、救援控制模块，其中救援控制模块包括了海图输入模块、救援指令/参数模块、智能分析模块；海图输入模块与救援指令/参数模块相互有线通信，救援指令/参数模块与智能分析模块相互有线通信；
救援飞翼航行状态显示模块与救援控制模块相互通信，救援飞翼航行状态显示模块与海图输入模块、救援指令/参数模块和智能分析模块有线通信；无线通信模块用于终端和飞翼之间的信息交互；
北斗信号接收模块与救援控制模块有线通信，
应急救援飞翼为U形结构船体，其中的无线通讯模块主要包括了无线电台通讯和北斗通讯；应急救援飞翼包括信息采集模块、无线通信模块、运动感知模块、运动控制模块和执行模块；
信息采集模块与无线通信模块有线通信、无线通信模块与有线通信运动感知模块有线通信，信息采集模块、无线通信模块及运动感知模块都分别与运动控制模块有线通信；
运动控制模块包括航迹跟踪模块、航速控制模块、航向控制模块，航迹跟踪模块与航速控制模块和航向控制模块有线通信；
执行模块与运动控制模块有线通信。
2.一种海上应急救援编队指挥控制系统的救援方法，其特征在于：包括如下步骤，
第一步:发现一个救援目标，
第二步:确定救援区域；
第三步:把一个海上应急救援飞翼可以从桥上、船上、岸上进行投掷到救援区域；
第四步:判断落水人员身上是否有北斗定位设备，
假如落水人员身上佩戴有北斗定位设备，搜救人员获取落水人员位置后，可以通过应急救援控制系统终端下发搜救指令，同时把搜救位置发送给救援飞翼，救援飞翼自主航行至目标位置进行救援，在飞翼自主航行靠近落水人员时，水下红外摄像头一直开启，同时通过水下红外摄像确定落水人员获取救援后，遥控救援飞翼带落水人员至安全地带；
假如落水人员无北斗定位设备，救援人员通过在海面进行视距搜索，发现落水人员，手动控制救援飞翼至落水人员，水下红外摄像头一直开启，同时通过水下红外摄像确定落水人员获取救援后，遥控救援飞翼带落水人员至安全地。
3.根据权利要求2所述的一种海上应急救援编队指挥控制系统的救援方法，其特征在于：还包括如下步骤，
第一步:发现多个救援目标；
第二步:确定救援区域；
第三步:把多个海上应急救援飞翼从桥上、船上、岸上进行投掷到救援区域；
第四步:判断落水人员身上是否有北斗定位设备，
假如落水人员身上有北斗定位设备，搜救人员获取落水人员位置后，可以通过应急救援控制系统终端下发搜救指令，同时把搜救位置发送给救援飞翼，救援飞翼自主航行至目标位置进行救援，在飞翼自主航行靠近落水人员时，水下红外摄像头一直开启，同时通过水下红外摄像头确定落水人员获取救援后，遥控救援飞翼带落水人员至安全地带；
如果落水人员无北斗定位设备，救援人员通过在海面进行视距搜索，发现落水人员，手动控制救援飞翼至落水人员，水下红外摄像头一直开启，同时通过水下红外摄像头确定落水人员获取救援后，遥控救援飞翼带落水人员至安全地带；
救援飞翼会实时的把自身位置信息发送给应急救援控制系统终端，救援控制模块中智能分析模块根据目标位置以及周围已经投放的救援飞翼所在位置进行最优化路径设计，最优化路径设为计算若干个救援飞翼与救援目标的距离最短的，同时出动多个救援飞翼单元执行搜救任务，当确定搜救目标位置后，应急救援控制系统终端会选择离救援目标最近的救援飞翼进行救援，当救援目标为多个时，同样也可以解算多个离救援目标距离最近的飞翼，从而利用最短时间实施搜救。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110768885.XA CN113589342A (zh) | 2021-07-07 | 2021-07-07 | 一种海上应急救援编队指挥控制系统及其救援方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110768885.XA CN113589342A (zh) | 2021-07-07 | 2021-07-07 | 一种海上应急救援编队指挥控制系统及其救援方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113589342A true CN113589342A (zh) | 2021-11-02 |
Family
ID=78246313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110768885.XA Pending CN113589342A (zh) | 2021-07-07 | 2021-07-07 | 一种海上应急救援编队指挥控制系统及其救援方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113589342A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114827217A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-07-29 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202593833U (zh) * | 2011-11-17 | 2012-12-12 | 东营市胜软石油技术开发有限公司 | 基于北斗导航卫星的海上人员搜救网络系统 |
| CN104035106A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-09-10 | 桂林电子科技大学 | 一种基于北斗导航通信的海上救援系统及方法 |
| CN104199070A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-10 | 程存学 | 海上目标定位方法、求救终端、搜救终端及系统 |
| CN106125099A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 深圳大学 | 一种基于北斗卫星的海上导航救援系统 |
| CN108413962A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-17 | 武汉理工大学 | 一种水上搜救机器人快速搜救定位系统 |
| CN208963287U (zh) * | 2018-09-03 | 2019-06-11 | 济源维恩科技开发有限公司 | 一种无人机海上搜救装置 |
| CN110333717A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-15 | 中船电子科技(三亚)有限公司 | 主动式自调整遥控救生机器人及自调整控制方法 |
-
2021
- 2021-07-07 CN CN202110768885.XA patent/CN113589342A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202593833U (zh) * | 2011-11-17 | 2012-12-12 | 东营市胜软石油技术开发有限公司 | 基于北斗导航卫星的海上人员搜救网络系统 |
| CN104035106A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-09-10 | 桂林电子科技大学 | 一种基于北斗导航通信的海上救援系统及方法 |
| CN104199070A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-10 | 程存学 | 海上目标定位方法、求救终端、搜救终端及系统 |
| CN106125099A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 深圳大学 | 一种基于北斗卫星的海上导航救援系统 |
| CN108413962A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-17 | 武汉理工大学 | 一种水上搜救机器人快速搜救定位系统 |
| CN208963287U (zh) * | 2018-09-03 | 2019-06-11 | 济源维恩科技开发有限公司 | 一种无人机海上搜救装置 |
| CN110333717A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-15 | 中船电子科技(三亚)有限公司 | 主动式自调整遥控救生机器人及自调整控制方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114827217A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-07-29 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统 |
| CN114827217B (zh) * | 2022-03-14 | 2023-11-17 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种海上平台人员落水报警与自动搜救系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108563242B (zh) | 一种海空自主协同搜救m3u平台 | |
| US12013243B2 (en) | Passage planning and navigation systems and methods | |
| US11988513B2 (en) | Imaging for navigation systems and methods | |
| CN108298043B (zh) | 一种基于无人机和救生圈联动的水上智能救生装置 | |
| Plumet et al. | Toward an autonomous sailing boat | |
| WO2021230356A1 (ja) | 船舶の自動誘導方法、船舶の自動誘導プログラム、船舶の自動誘導システム、及び船舶 | |
| WO2016037444A1 (zh) | 一种帆船自主控制方法、装置及帆船 | |
| CN108287542A (zh) | 基于协同云控制的无人机与无人船协作控制系统与方法 | |
| CN203593143U (zh) | 一种风光互补型无人海洋监测艇 | |
| WO2019000855A1 (zh) | 一种半潜式小型无人艇集成控制系统 | |
| CN109358654B (zh) | 一种水空两栖搜救支援无人飞行器系统 | |
| CN109131801A (zh) | 全海深无人潜水器的自主回收装置及控制方法 | |
| CN107065882A (zh) | 一种usv水面动态自主回收uuv的方法 | |
| CN106741782A (zh) | 一种基于风能驱动的无人船及其航行控制方法 | |
| CN114355914B (zh) | 用于无人船的自主巡航系统及控制方法 | |
| CN110696966B (zh) | 节能自守位声纳定位浮标及控制方法 | |
| CN113110514A (zh) | 一种基于大数据的无人船航行避障系统及方法 | |
| CN114779791B (zh) | 一种波浪滑翔器位置保持方法及系统 | |
| CN201872911U (zh) | 近水面自动游动式监测站 | |
| CN113589342A (zh) | 一种海上应急救援编队指挥控制系统及其救援方法 | |
| US20090069962A1 (en) | Guidance of marine vessels | |
| CN114527780B (zh) | 一种舰载直升机智能着舰引导控制方法及系统 | |
| CN206601624U (zh) | 一种水下无人船航行控制系统 | |
| CN113093737B (zh) | 水空两栖式全方位自主搜救舰队 | |
| Lambert et al. | A low-cost autonomous surface vehicle for multi-vehicle operations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211102 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |