CN204925675U - 一种无人船半物理数学仿真平台 - Google Patents
一种无人船半物理数学仿真平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204925675U CN204925675U CN201520730149.5U CN201520730149U CN204925675U CN 204925675 U CN204925675 U CN 204925675U CN 201520730149 U CN201520730149 U CN 201520730149U CN 204925675 U CN204925675 U CN 204925675U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- computing machine
- simulation computer
- automatic pilot
- simulation
- carrier
- 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.)
- Active
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012356 Product development Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种无人船半物理数学仿真平台，包括无人船本体、岸基操作平台、载体仿真计算机和环境仿真计算机。所述无人船本体包括船壳，船壳上设置有自动驾驶计算机，导航传感器单元，执行机构单元和观测单元；所述自动驾驶计算机连接有岸基操作平台、载体仿真计算机和环境仿真计算机；所述自动驾驶计算机与载体仿真计算机之间通过硬件接口相连；载体仿真计算机和环境仿真计算机之间通过高速通信网络连接在一起，环境仿真计算机连接有显示设备。本实用新型用安全、灵活、廉价的系统仿真试验获得产品功能、性能和可靠性的大量信息，并优化和完善设计，通过仿真排除设计中的错误，确保海上试验的成功。
Description
技术领域
本实用新型属于无人船设计领域，具体地说，涉及一种无人船仿真设计半物理平台。
背景技术
无人船结构复杂、所携带各种设备非常昂贵，而无人船工作环境恶劣，对于新研制的无人船若直接在海洋中实验风险非常高。为了验证无人船控制系统的正确性，可以通过仿真的方式，这样可以降低很多风险和成本。
本专利开发一种设计合理、可靠性和实时性高、并且能够实现无人船快速设计和验证的无人船仿真设计半物理平台。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种设计合理、可靠性和实时性高、并且能够实现无人船快速设计和验证的无人船仿真设计半物理平台。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种无人船半物理数学仿真平台，其特征在于：包括无人船本体、岸基操作平台、载体仿真计算机和环境仿真计算机；所述无人船本体包括船壳，船壳上设置有自动驾驶计算机，导航传感器单元，执行机构单元和观测单元；所述自动驾驶计算机连接有岸基操作平台、载体仿真计算机和环境仿真计算机；所述自动驾驶计算机与载体仿真计算机之间通过硬件接口相连；载体仿真计算机和环境仿真计算机之间通过高速通信网络连接在一起，环境仿真计算机连接有显示设备。
作为一种优化的技术方案，所述岸基操作平台包括监控计算机，监控计算机连接有通信接口、水面操作台和水面导航设备单元；所述通信接口连接岸上的通信接口，岸上的通信接口连接自动驾驶计算机。
作为一种优化的技术方案，所述载体仿真计算机上装有D/A转换板、A/D转换板、DO输出板、DI输入板和串口板，自动驾驶计算机上装有D/A转换板、A/D转换板、DO输出板、DI输入板和串口板；所述载体仿真计算机的D/A转换板连接自动驾驶计算机的A/D转换板，载体仿真计算机的A/D转换板连接自动驾驶计算机的D/A转换板，载体仿真计算机的DO输出板连接自动驾驶计算机的DI输入板，载体仿真计算机的DI输入板连接自动驾驶计算机的DO输出板。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的优点是：
1)、本实用新型通过仿真的方法来模拟无人船和其运行的海洋环境，可以模拟在不同海洋环境下的试验研究，可以模拟对无人船的各种控制，而这种控制是没有风险的。
2)、本实用新型的无人船自动驾驶计算机与实际无人船的自动驾驶计算机的软硬件配置是一样的，在仿真平台上实验成功的系统可以直接用到实际的无人船中。
3)、本实用新型中海洋环境模拟计算机可以通过人机界面设置多种环境参数如海流、浪涌或各种障碍物，通过这种灵活的设置方式可以模拟各种可能遇到的海洋环境。
4)、本实用新型的结构可以扩展，如无人船可能用到的声学设备，环境观测设备等，可以通过计算机进行数字化仿真，通过网络传送给自动驾驶计算机，并通过环境模拟计算机进行显示。
本实用新型通过该仿真平台，在产品设计和产品研制过程中，用安全、灵活、廉价的系统仿真试验获得产品功能、性能和可靠性的大量信息，并优化和完善设计，通过仿真排除设计中的错误，确保海上试验的成功。
同时下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例中无人船本体和岸基操作平台的结构示意图；
图2是本实用新型一种实施例中无人船半物理数学仿真平台的结构原理框图。
具体实施方式
实施例：
如图1、2所示，一种无人船半物理数学仿真平台，包括无人船本体、岸基操作平台、载体仿真计算机和环境仿真计算机。所述无人船本体包括船壳，船壳上设置有自动驾驶计算机，导航传感器单元，执行机构单元和观测单元；所述自动驾驶计算机连接有岸基操作平台、载体仿真计算机和环境仿真计算机；所述自动驾驶计算机与载体仿真计算机之间通过硬件接口相连；载体仿真计算机和环境仿真计算机之间通过高速通信网络连接在一起，环境仿真计算机连接有显示设备。
作为一种优化的技术方案，所述岸基操作平台包括监控计算机，监控计算机连接有通信接口、水面操作台和水面导航设备单元；所述通信接口连接岸上的通信接口，岸上的通信接口连接自动驾驶计算机。
作为一种优化的技术方案，所述载体仿真计算机上装有D/A转换板、A/D转换板、DO输出板、DI输入板和串口板，自动驾驶计算机上装有D/A转换板、A/D转换板、DO输出板、DI输入板和串口板；所述载体仿真计算机的D/A转换板连接自动驾驶计算机的A/D转换板，载体仿真计算机的A/D转换板连接自动驾驶计算机的D/A转换板，载体仿真计算机的DO输出板连接自动驾驶计算机的DI输入板，载体仿真计算机的DI输入板连接自动驾驶计算机的DO输出板。
载体仿真计算机的软件通过计算无人船的动力学以及流体动力学模型，计算出无人船运行过程中的位置和姿态。无人船上的各种传感器及设备通过仿真技术实现，如虚拟多普勒计程仪，虚拟光纤陀螺罗盘，虚拟漏水传感器，虚拟温盐仪传感器等。所述环境仿真计算机连接的显示设备为3D显示设备。
本实用新型通过仿真的方法来模拟无人船本体和其运行的海洋环境，可以模拟在不同海洋环境下的试验研究，可以对无人船进行各种控制算法实验，而这种控制是没有风险的。
本实用新型的无人船自动驾驶计算机与实际无人船的自动驾驶计算机的软硬件配置是一样的，在仿真平台上实验成功的系统可以直接用到实际的无人船中。
本实用新型中海洋环境模拟计算机可以通过人机界面设置多种环境参数如海流、浪涌或各种障碍物，通过这种灵活的设置方式可以模拟各种可能遇到的海洋环境。
本实用新型的结构可以扩展，如无人船可能用到的声学设备，环境观测设备等，可以通过计算机进行数字化仿真，通过网络传送给自动驾驶计算机，并通过环境模拟计算机进行显示。
本实用新型不局限于上述的优选实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或者相近似的技术方案，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种无人船半物理数学仿真平台，其特征在于：包括无人船本体、岸基操作平台、载体仿真计算机和环境仿真计算机；
所述无人船本体包括船壳，船壳上设置有自动驾驶计算机，导航传感器单元，执行机构单元和观测单元；所述自动驾驶计算机连接有岸基操作平台、载体仿真计算机和环境仿真计算机；所述自动驾驶计算机与载体仿真计算机之间通过硬件接口相连；载体仿真计算机和环境仿真计算机之间通过高速通信网络连接在一起，环境仿真计算机连接有显示设备。
2.根据权利要求1所述的无人船半物理数学仿真平台，其特征在于：所述岸基操作平台包括监控计算机，监控计算机连接有通信接口、水面操作台和水面导航设备单元；所述通信接口连接岸上的通信接口，岸上的通信接口连接自动驾驶计算机。
3.根据权利要求2所述的无人船半物理数学仿真平台，其特征在于：所述载体仿真计算机上装有D/A转换板、A/D转换板、DO输出板、DI输入板和串口板，自动驾驶计算机上装有D/A转换板、A/D转换板、DO输出板、DI输入板和串口板；所述载体仿真计算机的D/A转换板连接自动驾驶计算机的A/D转换板，载体仿真计算机的A/D转换板连接自动驾驶计算机的D/A转换板，载体仿真计算机的DO输出板连接自动驾驶计算机的DI输入板，载体仿真计算机的DI输入板连接自动驾驶计算机的DO输出板，载体仿真计算机的串口板连接自动驾驶计算机的串口板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520730149.5U CN204925675U (zh) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | 一种无人船半物理数学仿真平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520730149.5U CN204925675U (zh) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | 一种无人船半物理数学仿真平台 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204925675U true CN204925675U (zh) | 2015-12-30 |
Family
ID=54974785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520730149.5U Active CN204925675U (zh) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | 一种无人船半物理数学仿真平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204925675U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105137811A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-09 | 吴宝举 | 一种无人船半物理数学仿真平台 |
-
2015
- 2015-09-18 CN CN201520730149.5U patent/CN204925675U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105137811A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-09 | 吴宝举 | 一种无人船半物理数学仿真平台 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102117071B (zh) | 一种多水下机器人半物理仿真系统及其控制方法 | |
| CN103576694B (zh) | 一种动力定位船的半实物仿真系统 | |
| CN107942720A (zh) | 一种便携式地面在线飞行仿真系统 | |
| CN104090497B (zh) | 用于海洋工程领域的动力定位系统仿真系统及其工作方法 | |
| CN103592854A (zh) | 一种水下无人航行器观测任务的同步虚拟推演装置 | |
| CN204706215U (zh) | 船舶舵系统操作训练模拟器 | |
| CN103744419A (zh) | 组合型靶弹仿飞测试系统 | |
| CN102968059A (zh) | 飞机起落架模拟器 | |
| CN113467275A (zh) | 一种基于实物机载设备的无人机集群飞行仿真系统 | |
| CN107015485A (zh) | 一种基于半潜船的动力定位系统半实物仿真平台及方法 | |
| CN109739108A (zh) | Auv运动控制系统硬件在环测试仿真系统及其工作方法 | |
| CN104267606A (zh) | 一种动力定位控制系统硬件在环测试仿真器及其工作方法 | |
| CN204925675U (zh) | 一种无人船半物理数学仿真平台 | |
| CN105137811A (zh) | 一种无人船半物理数学仿真平台 | |
| Du et al. | Industrial robot digital twin system motion simulation and collision detection | |
| KR20170001914A (ko) | Hils 기반 잠수함 제어기 시험 시스템 | |
| CN103592853B (zh) | 一种动力定位半实物仿真方法 | |
| CN105739323A (zh) | 水下无人航行器4d同步推演系统 | |
| CN201757859U (zh) | 一种船用主机信号模拟台 | |
| CN104867369A (zh) | 无人潜器运动模拟装置及模拟方法 | |
| CN107293186A (zh) | 一种训练模拟器的惯性导航实时仿真系统 | |
| CN102346958B (zh) | 一种船用主机信号模拟台 | |
| Lee et al. | Simulation Testing of Maritime Cyber‐Physical Systems: Application of Model‐View‐ViewModel | |
| CN110008630A (zh) | 水下无人航行器集群仿真平台 | |
| KR20100073354A (ko) | 동역학 기반의 조선 및 해양 생산 공법 시뮬레이션 시스템 및 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20161017 Address after: 300000, No. 91, Huashi Road, Beichen science and Technology Park, Tianjin Patentee after: Lan Haibao Intelligent Technology (Tianjin) Co., Ltd. Address before: 210038 Nanjing economic and Technological Development Zone and Xing road 18, Jiangsu Patentee before: Wu Baoju |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170724 Address after: 306, room 3, building 266109, block B, building 1, intellectual Island Road, Qingdao hi tech Zone, Shandong, China Patentee after: Qingdao Hai Ren Robot Technology Co., Ltd. Address before: 300000, No. 91, Huashi Road, Beichen science and Technology Park, Tianjin Patentee before: Lan Haibao Intelligent Technology (Tianjin) Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180205 Address after: 110000 Liaoning Province, Shenyang City District Wanghua Street No. 142 Patentee after: Shenyang Hai man Technology Co., Ltd. Address before: 306, room 3, building 266109, block B, building 1, intellectual Island Road, Qingdao hi tech Zone, Shandong, China Patentee before: Qingdao Hai Ren Robot Technology Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |