CN115903858A - 一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人平台自主控制技术领域，公开了一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法及系统，航控计算机系统通过以太网口接入以太网交换机，与光电、遥测电台、卫通、雷达和惯导系统进行网络数据通信；通过I/O输出继电器信号，采集遥控器接收信号；同时通过串口与光电、遥测、惯导、导航和发动机进行数据通信；通过输出D/A信号控制发动机油门及舵机；通过A/D信号采集各环境感知传感器的数据；通过各类接口的数据采集、通信和控制，航控计算机完成航行过程中航向、航迹控制以及与岸机的数据通信，保障无人艇的航行作业。本发明能够大幅提高系统的小型模块化、可靠通用化、实时性以及自主国产化，提高了系统的可维性和实时性。

Description

一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法及系统

技术领域

本发明属于无人平台自主控制技术领域，尤其涉及一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法及系统。

背景技术

目前，无人水面艇（Unmanned Surface Vehicle，USV）是一种无人驾驶、能够自主航行的一种小型水面智能任务平台，具有体积小、成本低、雷达反射面积小、高速、智能自主等特点，同其他无人系统一样（例如无人机、无人车、无人水下航行器，等），在执行危险任务或者在环境恶劣区域执行任务时，相比有人系统具有很大的优势。但是，复杂海洋环境下USV能按计划、可靠的完成任务的前提是具有一个性能可靠、坚固耐用、自主可控、小型模块化的无人艇航行控制系统。

当前USV航行控制系统存在的问题及缺陷为：

（1）可靠性有待进一步提高。复杂海洋环境下USV的航行控制主控计算机的工作环境比较恶劣，存在高温、高湿、高盐雾以及大风浪引起的剧烈震动、电压不稳定等情况，可能导致主控计算机故障或者死机。

（2）小型模块化结构待提升。软件方面，面向不同任务需求的USV在艇体平台、设备选型、算法设计等方面差异较大，需要抽象设备接口层、标准化数据结构，封装不同设备接口类型协议，统一各个设备数据访问流程，提高系统体系结构的模块化水平；硬件方面，特别是小型无人艇需要更加小型化的航控计算机，以便节约空间搭载其他任务载荷；同时，各功能模块应采用模块化设计，各模块功能相对独立，便于维修安装和调试。

（3）自主可控性需不断加强。操作系统方面应选择国产操作系统；器件选型本着质量可靠、使用成熟、通用常见、国产化原则。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有USV航行控制系统的可靠性较差，在复杂海洋环境下可能导致主控计算机故障或者死机；现有USV航行控制系统的小型模块化结构有待提升，同时自主可控性需不断加强。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法及系统。

本发明是这样实现的，一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，该系统包括航控计算机系统和模块化航行控制软件组成；

所述航控计算机系统通过以太网口接入以太网交换机，与光电、遥测电台、卫通、雷达和惯导系统进行网络数据通信；通过I/O输出继电器信号，采集遥控器接收信号；同时通过串口与光电、遥测、惯导、导航和发动机进行数据通信；通过输出D/A信号控制发动机油门及舵机；通过A/D信号采集各环境感知传感器的数据；通过各类接口的数据采集、通信和控制，航控计算机系统完成航行过程中航向、航迹控制以及与岸机的数据通信，保障无人艇的航行作业；

所述模块化航行控制软件分为感知层、数据层、通信层、控制层和执行层。

所述感知层由A/D采集板卡、串口板的采集模块、各类传感器以及雷达、光电的设备接口程序组成，用于负责对无人平台内部关键部位的温度、震动以及周围障碍物目标进行数据采集；

数据层，用于抽象环境数据结构、能源数据结构、航行状态标准数据结构、设备状态标准数据结构、目标和/或障碍物数据结构以及地理信息标准数据结构，兼容各类底层设备；

通信层，包括串口通信、TCP/IP协议网络通信、超短波通信以及北斗短报文通信，用于负责整个航行控制系统内部以及与其他各系统间的通信任务；

控制层，分为智能决策和航行控制两个子层；其中，智能决策子层是无人平台的中枢，包括智能决策器、路径规划器，受具体任务驱动并综合考虑无人平台当前所处环境和自身状态，调用智能决策算法和目标导引算法进行决策并规划出动作序列，生成目标指令；航行控制子层依据目标指令，调用跟踪控制算法生成必要的控制指令，包括点火/熄火控制、航速和艏向控制、航行灯控制、雷达以及光电的载荷控制；

执行层，包括D/A板卡和I/O板卡以及各类相关设备的控制接口程序，用于负责所有控制指令的执行，最终实现对执行机构和各类任务载荷的控制。

进一步，所述航控计算机系统采用模块化设计，主控模块、存储模块、电源模块、加速模块、AD/DA转换板以及I/O接口板均通过底板连接，电源供电、以太网口、串口、CAN和IO输入通过IO接口板对外引出，AD/DA和IO输出通过转换板对外引出。

进一步，所述IO接口板用于提供电源输入接口，2路以太网口，8路RS232接口，2路RS422接口，2路CAN接口和12路IO输入；

所述AD/DA转换板通过FMC接口与底板连接，对外有16路AD输入接口，8路DA输出接口以及18路I/O输出接口。

进一步，所述电源模块，用于为整个航控计算机供电，支持18~36V输入，输出12V@4A、5V@10A、3.3V@2A；

所述主控模块，用于负责整个航控系统的运行和调度，运行翼辉实时操作系统，支持2路千兆网接口以及SRIO、PCIe的高速总线；

所述数据加速模块采用8核DSP，用于实现高速的数据解算处理，以保障航控算法按规定的周期完成解算任务；

所述数据存储模块采用SATA接口，容量为128GB，用于实时存储无人艇航行过程中产生的全部任务数据。

进一步，所述航控计算机系统内各模块结构外形尺寸以及安装要素符合VITA74.0模块设计规范。

进一步，所述主控模块、数据加速模块和电源模块符合19mm模块规范要求，数据存储模块符合12.5mm模块规范要求，机箱符合Nano ATR机箱标准。

本发明另一目的在于提供一种应用所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统的小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，航控计算机系统中，通过以太网口接入以太网交换机，与光电、遥测电台、卫通、雷达和惯导系统进行网络数据通信；通过I/O输出继电器信号，采集遥控器接收信号，同时通过串口与光电、遥测、惯导、导航和发动机进行数据通信；通过输出D/A信号控制发动机油门及舵机，并通过A/D信号采集各环境感知传感器的数据；航控计算机系统通过各类接口的数据采集、通信和控制，完成航行过程中航向、航迹控制以及与岸机的数据通信，保障无人艇的航行作业；

步骤二，模块化航行控制软件中，感知层对无人平台内部关键部位的温度、震动以及周围障碍物目标进行数据采集；数据层抽象环境数据结构、能源数据结构、航行状态标准数据结构、设备状态标准数据结构、目标和/或障碍物数据结构以及地理信息标准数据结构；通信层对整个航行控制系统内部以及与其他各系统间的通信任务；控制层，受具体任务驱动并综合考虑无人平台当前所处环境和自身状态，调用智能决策算法和目标导引算法进行决策并规划出动作序列，生成目标指令；依据目标指令，调用跟踪控制算法生成必要的控制指令，包括点火/熄火控制、航速和艏向控制、航行灯控制、雷达以及光电的载荷控制；执行层负责所有控制指令的执行，最终实现对执行机构和各类任务载荷的控制。

本发明另一目的在于提供一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法的步骤。

本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法的步骤。

本发明另一目的在于提供一种信息数据处理终端，其特征在于，信息数据处理终端用于实现所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

本发明提供的小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统具有以下优点：

（1）小型模块化：壳体材料选用铝材，质量轻不大于5Kg；尺寸不大于130（宽）×153.5（深）×116.5（高）；开发遵循通用化、系列化与组合化（模块化）的“三化”要求，各模块结构外形尺寸以及安装要素符合VITA74.0模块设计规范，其中主控模块，数据加速模块和电源模块符合19mm模块规范要求，数据存储模块符合12.5mm模块规范要求。

（2）可靠通用化：选用VITA74标准加固机箱，结构设计保证安装和拆卸简易、方便，使用通用工具就能很容易地进行维修，产品设计中尽可能选用常用的标准件、连接件；采用金属壳体以加强散热，合理运用导热措施重点降低热量聚集区域的温度，可确保硬件设备在宽温工作环境温度下能够稳定可靠地长期连续工作；对元器件采取BGA底部填充、灌胶、辅助固定等加固措施，采用军工级接插件等专用元器件，提高系统的抗振抗冲击性能，确保硬件设备在常规船舶振动条件下工作时不发生损坏，功能、性能不受影响；使用不受潮湿、盐雾、霉菌侵蚀的原料，通过组件灌封、元件包封、涂覆等措施防止腐蚀介质接触到元件，确保硬件设备在船舱的潮湿、腐蚀、发霉的环境中长期连续地稳定工作。

（3）自主国产化：采用翼辉国产嵌入式实时操作系统，软件实时性、软件运行时钟精度达到微秒级。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

本发明提供的小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，包括采用自主可控、小型模块化设计的航控计算机和基于翼辉国产嵌入式实时操作系统的模块化航控软件组成。本发明提供的航控计算机采用VITA74.0模块化设计，机箱符合Nano ATR机箱标准，主控模块、存储模块、电源模块、加速模块、AD/DA转换板和I/O接口板通过底板连接，电源供电、以太网口、串口、CAN和IO输入通过IO接口板对外引出，AD/DA和IO输出通过转换板对外引出，选用常用的标准件、连接件，减少品种和规格，保证安装和拆卸简易、方便，提高了系统的通用性和可维性；模块化航行控制软件分为感知层、数据层、通信层、控制层和执行层，采用嵌入式实时操作系统，提高了系统的实时性。

第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：一是能大幅提高系统的模块化，各模块功能相对独立，可以单独进行调试和测试；在保证可靠性的前提下，选用易于拔插的电连接器；各模块性能一致性好，单独更换模块不影响产品性能；选用常用的标准件、连接件，减少品种和规格，保证安装和拆卸简易、方便，提高了系统的通用性和可维性。二是能大幅提高系统的可靠性，从温度控制、防振抗冲击、三防措施等几个方面采用针对性的加强设计，设备外壳采用金属材质并经加强，整体结构强度、刚度较大，减少形变应力对元器件的损伤，电路设计均经降额、容差设计，提高模块的可靠性和使用寿命。三是能大幅提高系统的实时性，增加数据加速模块，实现高速数据解算处理，以保障航控算法按规定的周期完成解算任务，采用嵌入式实时操作系统，软件实时性、软件运行时钟精度达到微秒级。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的航控计算机系统结构图；

图2是本发明实施例提供的模块化航行控制软件结构图；

图3是本发明实施例提供的航控计算机电气系统框图；

图4是本发明实施例提供的模块安装及连接示意图；

图5是本发明实施例提供的19mm标准化模块 4b 12.5mm模块示意图；

图6是本发明实施例提供的12.5mm标准化模块示意图；

图7是本发明实施例提供的机箱外形图及机箱框架图；

图8是本发明实施例提供的小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法流程图；

图9是本发明实施例提供的I/O接口板示意图；

图10是本发明实施例提供的底板示意图；

图11是本发明实施例提供的AD/DA转换板示意图。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。

一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1-2所示，一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，该系统包括航控计算机系统和模块化航行控制软件组成；

所述航控计算机系统通过以太网口接入以太网交换机，与光电、遥测电台、卫通、雷达和惯导系统进行网络数据通信；通过I/O输出继电器信号，采集遥控器接收信号；同时通过串口与光电、遥测、惯导、导航和发动机进行数据通信；通过输出D/A信号控制发动机油门及舵机；通过A/D信号采集各环境感知传感器的数据；通过各类接口的数据采集、通信和控制，航控计算机系统完成航行过程中航向、航迹控制以及与岸机的数据通信，保障无人艇的航行作业；

所述模块化航行控制软件分为感知层、数据层、通信层、控制层和执行层。

所述感知层由A/D采集板卡、串口板的采集模块、各类传感器以及雷达、光电的设备接口程序组成，用于负责对无人平台内部关键部位的温度、震动以及周围障碍物目标进行数据采集；

数据层，用于抽象环境数据结构、能源数据结构、航行状态标准数据结构、设备状态标准数据结构、目标和/或障碍物数据结构以及地理信息标准数据结构，兼容各类底层设备；

通信层，包括串口通信、TCP/IP协议网络通信、超短波通信以及北斗短报文通信，用于负责整个航行控制系统内部以及与其他各系统间的通信任务；

控制层，分为智能决策和航行控制两个子层；其中，智能决策子层是无人平台的中枢，包括智能决策器、路径规划器，受具体任务驱动并综合考虑无人平台当前所处环境和自身状态，调用智能决策算法和目标导引算法进行决策并规划出动作序列，生成目标指令；航行控制子层依据目标指令，调用跟踪控制算法生成必要的控制指令，包括点火/熄火控制、航速和艏向控制、航行灯控制、雷达以及光电的载荷控制；

执行层，包括D/A板卡和I/O板卡以及各类相关设备的控制接口程序，用于负责所有控制指令的执行，最终实现对执行机构和各类任务载荷的控制。

本发明实施例提供的航控计算机采用模块化设计，主控模块、存储模块、电源模块、加速模块、AD/DA转换板和I/O接口板通过底板连接，电源供电、以太网口、串口、CAN和IO输入通过IO接口板对外引出，AD/DA和IO输出通过转换板对外引出。航控计算机电气系统框图如图3所示，模块连接示意图如图4所示。

本发明实施例提供的航控计算机内各模块结构外形尺寸以及安装要素符合VITA74.0模块设计规范，其中主控模块，数据加速模块和电源模块符合19mm模块规范要求，外形示意图如图5所示；数据存储模块符合12.5mm模块规范要求，外形示意图如图6所示。

本发明实施例提供的机箱符合Nano ATR机箱标准，航控计算机外形图及机箱框架图如图7所示。

本发明实施例提供的IO接口板如图9所示，提供电源输入接口，2路以太网口，8路RS232接口，2路RS422接口，2路CAN接口和12路IO输入。

本发明实施例提供的电源模块、主控模块、存储模块、加速模块、AD/DA转换板以及I/O接口板均通过底板连接，底板示意图如图10所示。

本发明实施例提供的AD/DA转换板通过FMC接口与底板连接，对外有16路AD输入接口，8路DA输出接口以及18路I/O输出接口，AD/DA转换板示意图如图11所示。

本发明实施例提供的电源模块为整个航控计算机供电，支持18~36V输入，输出12V@4A、5V@10A、3.3V@2A。

本发明实施例提供的主控模块负责整个航控系统的运行和调度，运行翼辉实时操作系统，支持2路千兆网接口，以及SRIO、PCIe等高速总线。

本发明实施例提供的数据加速模块采用8核DSP，可以实现高速的数据解算处理，以保障航控算法按规定的周期完成解算任务。

本发明实施例提供的数据存储模块采用SATA接口，容量为128GB，可实时存储无人艇航行过程中产生的全部任务数据。

二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。

如图8所示，本发明将一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法应用于一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，该方法包括以下步骤：

S101，航控计算机系统中，通过以太网口接入以太网交换机，与光电、遥测电台、卫通、雷达和惯导系统进行网络数据通信；通过I/O输出继电器信号，采集遥控器接收信号，同时通过串口与光电、遥测、惯导、导航和发动机进行数据通信；通过输出D/A信号控制发动机油门及舵机，并通过A/D信号采集各环境感知传感器的数据；航控计算机系统通过各类接口的数据采集、通信和控制，完成航行过程中航向、航迹控制以及与岸机的数据通信，保障无人艇的航行作业；

S102，模块化航行控制软件中，感知层对无人平台内部关键部位的温度、震动以及周围障碍物目标进行数据采集；数据层抽象环境数据结构、能源数据结构、航行状态标准数据结构、设备状态标准数据结构、目标和/或障碍物数据结构以及地理信息标准数据结构；通信层对整个航行控制系统内部以及与其他各系统间的通信任务；控制层，受具体任务驱动并综合考虑无人平台当前所处环境和自身状态，调用智能决策算法和目标导引算法进行决策并规划出动作序列，生成目标指令；依据目标指令，调用跟踪控制算法生成必要的控制指令，包括点火/熄火控制、航速和艏向控制、航行灯控制、雷达以及光电的载荷控制；执行层负责所有控制指令的执行，最终实现对执行机构和各类任务载荷的控制。

本发明将一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法应用于一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法的步骤。

本发明将一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法应用于一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法的步骤。

本发明将一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统应用于一种信息数据处理终端，其特征在于，信息数据处理终端用于实现所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，其特征在于，所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统包括航控计算机系统和模块化航行控制软件组成；

所述航控计算机系统通过以太网口接入以太网交换机，与光电、遥测电台、卫通、雷达和惯导系统进行网络数据通信；通过I/O输出继电器信号，采集遥控器接收信号；同时通过串口与光电、遥测、惯导、导航和发动机进行数据通信；通过输出D/A信号控制发动机油门及舵机；通过A/D信号采集各环境感知传感器的数据；通过各类接口的数据采集、通信和控制，航控计算机系统完成航行过程中航向、航迹控制以及与岸机的数据通信，保障无人艇的航行作业；

所述模块化航行控制软件分为感知层、数据层、通信层、控制层和执行层。

2.如权利要求1所述的小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，其特征在于，所述感知层由A/D采集板卡、串口板的采集模块、各类传感器以及雷达、光电的设备接口程序组成，用于负责对无人平台内部关键部位的温度、震动以及周围障碍物目标进行数据采集；

数据层，用于抽象环境数据结构、能源数据结构、航行状态标准数据结构、设备状态标准数据结构、目标和/或障碍物数据结构以及地理信息标准数据结构，兼容各类底层设备；

通信层，包括串口通信、TCP/IP协议网络通信、超短波通信以及北斗短报文通信，用于负责整个航行控制系统内部以及与其他各系统间的通信任务；

控制层，分为智能决策和航行控制两个子层；其中，智能决策子层是无人平台的中枢，包括智能决策器、路径规划器，受具体任务驱动并综合考虑无人平台当前所处环境和自身状态，调用智能决策算法和目标导引算法进行决策并规划出动作序列，生成目标指令；航行控制子层依据目标指令，调用跟踪控制算法生成必要的控制指令，包括点火/熄火控制、航速和艏向控制、航行灯控制、雷达以及光电的载荷控制；

执行层，包括D/A板卡和I/O板卡以及各类相关设备的控制接口程序，用于负责所有控制指令的执行，最终实现对执行机构和各类任务载荷的控制。

3.如权利要求1所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，其特征在于，所述航控计算机系统采用模块化设计，主控模块、存储模块、电源模块、加速模块、AD/DA转换板以及I/O接口板均通过底板连接，电源供电、以太网口、串口、CAN和IO输入通过IO接口板对外引出，AD/DA和IO输出通过转换板对外引出；

所述IO接口板用于提供电源输入接口，2路以太网口，8路RS232接口，2路RS422接口，2路CAN接口和12路IO输入；

所述AD/DA转换板通过FMC接口与底板连接，对外有16路AD输入接口，8路DA输出接口以及18路I/O输出接口。

4.如权利要求2所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，其特征在于，所述电源模块，用于为整个航控计算机供电，支持18~36V输入，输出12V@4A、5V@10A、3.3V@2A；

所述主控模块，用于负责整个航控系统的运行和调度，运行翼辉实时操作系统，支持2路千兆网接口以及SRIO、PCIe的高速总线；

所述数据加速模块采用8核DSP，用于实现高速的数据解算处理，以保障航控算法按规定的周期完成解算任务；

所述数据存储模块采用SATA接口，容量为128GB，用于实时存储无人艇航行过程中产生的全部任务数据。

5.如权利要求1所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，其特征在于，所述航控计算机系统内各模块结构外形尺寸以及安装要素符合VITA74.0模块设计规范。

6.如权利要求2所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统，其特征在于，所述主控模块、数据加速模块和电源模块符合19mm模块规范要求，数据存储模块符合12.5mm模块规范要求，机箱符合Nano ATR机箱标准。

7.一种应用如权利要求1~6任意一项所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统的小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一，航控计算机系统中，通过以太网口接入以太网交换机，与光电、遥测电台、卫通、雷达和惯导系统进行网络数据通信；通过I/O输出继电器信号，采集遥控器接收信号，同时通过串口与光电、遥测、惯导、导航和发动机进行数据通信；通过输出D/A信号控制发动机油门及舵机，并通过A/D信号采集各环境感知传感器的数据；航控计算机系统通过各类接口的数据采集、通信和控制，完成航行过程中航向、航迹控制以及与岸机的数据通信，保障无人艇的航行作业；

步骤二，模块化航行控制软件中，感知层对无人平台内部关键部位的温度、震动以及周围障碍物目标进行数据采集；数据层抽象环境数据结构、能源数据结构、航行状态标准数据结构、设备状态标准数据结构、目标和/或障碍物数据结构以及地理信息标准数据结构；通信层对整个航行控制系统内部以及与其他各系统间的通信任务；控制层，受具体任务驱动并综合考虑无人平台当前所处环境和自身状态，调用智能决策算法和目标导引算法进行决策并规划出动作序列，生成目标指令；依据目标指令，调用跟踪控制算法生成必要的控制指令，包括点火/熄火控制、航速和艏向控制、航行灯控制、雷达以及光电的载荷控制；执行层负责所有控制指令的执行，最终实现对执行机构和各类任务载荷的控制。

8.一种计算机设备，其特征在于，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求7所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求7所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制方法的步骤。

10.一种信息数据处理终端，其特征在于，信息数据处理终端用于实现如权利要求1~6任意一项所述小型模块化嵌入式无人艇航行控制系统。

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