CN106802588A - 一种用于水下机器人的远程监控*** - Google Patents

一种用于水下机器人的远程监控*** Download PDF

Info

Publication number
CN106802588A
CN106802588A CN201510845477.4A CN201510845477A CN106802588A CN 106802588 A CN106802588 A CN 106802588A CN 201510845477 A CN201510845477 A CN 201510845477A CN 106802588 A CN106802588 A CN 106802588A
Authority
CN
China
Prior art keywords
underwater robot
terminal
water surface
control system
long distance
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
Application number
CN201510845477.4A
Other languages
English (en)
Inventor
石凯
刘铁军
尹远
许以军
李吉旭
朱宝彤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Institute of Automation of CAS
Original Assignee
Shenyang Institute of Automation of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Institute of Automation of CAS filed Critical Shenyang Institute of Automation of CAS
Priority to CN201510845477.4A priority Critical patent/CN106802588A/zh
Publication of CN106802588A publication Critical patent/CN106802588A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0428—Safety, monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24024—Safety, surveillance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于水下机器人的远程监控***，水面终端与水下机器人无线连接，接收水下机器人的信息，并向水下机器人发送命令；水面终端与岸基终端通过2G/3G移动网络无线连接，将水下机器人的信息发送到岸基终端，并接收岸基终端的控制命令。本发明可节省用于监控水下机器人而租用船只的费用，使监控人员不需要在船只上进行监控，降低劳动强度，使用公共移动网络作为水面终端和岸基终端间的通讯手段，稳定可靠，成本低廉，水面终端可重复使用，布置灵活。

Description

一种用于水下机器人的远程监控***
技术领域
本发明涉及水下机器人监控领域，具体地说是一种用于水下机器人的远程监控***。
背景技术
随着人们对海洋的探索日益频繁和迫切，水下机器人作为一种重要的工具得到了大量的应用。
由于水下机器人应用环境复杂多变，对水下机器人监控就变得非常重要。尤其是AUV(Autonomous Underwater Vehicle)由于和母船没有线缆连接，只能通过水声设备对在水下工作的机器人进行监控。由于水声设备的固有特性，这种监控必须在水下机器人工作地点的附近进行，往往需要将监控设备布置在水面船只上进行实时监控，租用船只成本高昂，工作环境差。
随着移动通讯网络技术的发展，2G/3G移动网络已经覆盖了我国大部分近海地区。而2G/3G移动网络通讯具有设备和通讯成本低廉，技术成熟可靠的特点。
将2G/3G移动网络通讯和水声监控设备相结合，开发一种用于水下机器人的远程监控***，能够极大的降低水下机器人监控的成本和监控人员的劳动强度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于水下机器人的远程监控***。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种用于水下机器人的远程监控***，水面终端与水下机器人无线连接，接收水下机器人的信息，并向水下机器人发送命令；水面终端与岸基终端通过2G/3G移动网络无线连接，将水下机器人的信息发送到岸基终端，并接收岸基终端的控制命令。
所述水面终端包括密封舱，在密封舱下端设置带有脱钩机构的沉块；密封舱两端设置浮球，提供浮力。
所述密封舱内，GPS模块连接嵌入式控制器，实时定位水面终端的位置发送给岸基终端；移动数据模块连接嵌入式控制器，与岸基终端通过2G/3G移动网络双向通信；嵌入式控制器通过示位灯驱动器连接示位灯，对示位灯进行控制；声学设备连接嵌入式控制器，采集到水下机器人的信息后发送到嵌入式控制器。还包括充电电池，给嵌入式控制器供电。
所述嵌入式控制器以ARM架构的微控制器为核心，通过EMIF接口外扩DDR内存；通过MMC接口外扩存储卡作为程序和数据存储器；微控制器内部集成串口、以太网、CAN总线、USB控制器和通用IO口，用于连接和控制外部设备。
所述声学设备包括声学通讯机、声学定位设备。
所述脱钩机构包括机械式脱钩结构和电磁铁吸合式脱钩结构。
所述岸基终端包括计算机连接移动数据模块，控制移动数据模块与水面终端双向通信。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明可节省用于监控水下机器人而租用船只的费用。
2.本发明使监控人员不需要在船只上进行监控，降低劳动强度。
3.本发明使用公共移动网络作为水面终端和岸基终端间的通讯手段，稳定可靠，成本低廉。
4.本发明的水面终端可重复使用，布置灵活。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的水面终端结构图。
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。
如图1所示为本发明的结构示意图。本发明为一种用于水下机器人的远程监控***，由岸基终端和水面终端构成。
所述的岸基终端由通用计算机、监控软件和移动数据模块构成。通用计算机与移动数据模块连接，专用监控软件安装在通用计算机上，专用监控软件可以将移动数据模块接收的水面终端的发送信息进行图形化显示，同时具有发送遥控命令的功能，可以通过移动数据模块向水面终端发送命令。另外，专用监控软件可以在水面终端位置超出设定范围时发出声光报警，防止水面终端丢失。
如图2所示为本发明的水面终端结构图。所述的水面终端，由锚系结构(包括沉块和脱钩机构)、密封舱、嵌入式控制器、充电电池、移动数据模块、GPS模块、示位灯驱动板、声学设备、浮球、GPS天线、移动网络天线、示位灯组成。
锚系结构由沉块和脱钩机构组成，沉块可以为金属或水泥质地，用于将水面终端固定在海中某一指定位置；脱钩机构用于在需要移动水面监控终端时使沉块与其他部分分离，脱钩机构可以使用电磁铁吸合结构，对电磁铁断电即导致脱钩，也可使用声学释放器常用的机械式脱钩机构，由电动机驱动完成脱钩。
嵌入式控制器以ARM架构微控制器为核心，通过EMIF接口外扩DDR内存；通过MMC接口外扩存储卡作为程序和数据存储器；该微控制器内部集成串口、以太网、CAN总线、USB控制器和通用IO口，用于连接和控制外部设备；控制器运行Linux操作***。声学设备包括是声学通讯机和声学定位设备(如长基线、超短基线)等。
密封舱用于保护其内部的嵌入式控制器、充电电池、移动数据模块、GPS模块、示位灯驱动板不受水浸。
浮球用于为密封舱提供足够的浮力，保证水面终端始终漂浮在水面。
嵌入式控制器通过GPS模块获得水面终端的位置，通过移动数据模块发送给岸基终端；嵌入式控制器通过水声设备获得被监控的水下机器人的信息，通过移动数据模块发送给岸基终端；嵌入式控制器通过移动数据模块获得岸基终端发送的命令并予以执行；嵌入式控制器可控制示位灯，用于在夜间防止水面终端被船只碰撞。
本发明使用2G/3G移动网络作为远程通讯手段，通过水面终端采集在水下工作的水下机器人的数据，通过2G/3G移动网络将数据传输到岸基终端进行显示，监控人员在岸上进行监控。监控可以覆盖我国大部分近海地区，岸基终端可布置在国内任何地区。同时在水面终端内部配置GPS模块，岸基终端可以实时显示水面终端位置，实现水面终端的防丢失功能。在水面终端上安装示位灯，防止船只碰撞。水面终端采用可控制的脱钩机构，可以在需要移动水面终端时将水面终端与水下的沉块分离，可以将水面终端布置到其他位置。水面终端通过水声设备获得水下机器人的信息。水面终端内置嵌入式控制器，嵌入式控制器采集水声设备数据和GPS数据，通过2G/3G移动网络将数据传输到岸基终端，同时控制示位灯。水面终端由其内部的充电电池提供能源。

Claims (8)

1.一种用于水下机器人的远程监控***，其特征在于：水面终端与水下机器人无线连接，接收水下机器人的信息，并向水下机器人发送命令；水面终端与岸基终端通过2G/3G移动网络无线连接，将水下机器人的信息发送到岸基终端，并接收岸基终端的控制命令。
2.根据权利要求1所述的用于水下机器人的远程监控***，其特征在于：所述水面终端包括密封舱，在密封舱下端设置带有脱钩机构的沉块；密封舱两端设置浮球，提供浮力。
3.根据权利要求2所述的用于水下机器人的远程监控***，其特征在于：所述密封舱内，GPS模块连接嵌入式控制器，实时定位水面终端的位置发送给岸基终端；
移动数据模块连接嵌入式控制器，与岸基终端通过2G/3G移动网络双向通信；
嵌入式控制器通过示位灯驱动器连接示位灯，对示位灯进行控制；
声学设备连接嵌入式控制器，采集到水下机器人的信息后发送到嵌入式控制器。
4.根据权利要求3所述的用于水下机器人的远程监控***，其特征在于：还包括充电电池，给嵌入式控制器供电。
5.根据权利要求3所述的用于水下机器人的远程监控***，其特征在于：所述嵌入式控制器以ARM架构的微控制器为核心，通过EMIF接口外扩DDR内存，通过MMC接口外扩存储卡作为数据存储器；微控制器内部集成串口、以太网、CAN总线、USB控制器和通用IO接口，用于连接和控制外部设备。
6.根据权利要求3所述的用于水下机器人的远程监控***，其特征在于：所述声学设备包括声学通讯机、声学定位设备。
7.根据权利要求2所述的用于水下机器人的远程监控***，其特征在于：所述脱钩机构包括机械式脱钩结构和电磁铁吸合式脱钩结构。
8.根据权利要求1所述的用于水下机器人的远程监控***，其特征在于：所述岸基终端包括计算机连接移动数据模块，控制移动数据模块与水面终端双向通信。
CN201510845477.4A 2015-11-26 2015-11-26 一种用于水下机器人的远程监控*** Pending CN106802588A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510845477.4A CN106802588A (zh) 2015-11-26 2015-11-26 一种用于水下机器人的远程监控***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510845477.4A CN106802588A (zh) 2015-11-26 2015-11-26 一种用于水下机器人的远程监控***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106802588A true CN106802588A (zh) 2017-06-06

Family

ID=58976479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510845477.4A Pending CN106802588A (zh) 2015-11-26 2015-11-26 一种用于水下机器人的远程监控***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106802588A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107380381A (zh) * 2017-07-29 2017-11-24 深圳市丝路蓝创意展示有限公司 一种可漂浮的潜水***
CN107576328A (zh) * 2017-08-22 2018-01-12 西北工业大学 一种用于水下航行器的水面自动跟踪监控***
CN107816988A (zh) * 2017-10-31 2018-03-20 北京臻迪科技股份有限公司 一种水下无人感知设备的流体内动态自稳定位方法及设备
CN108189987A (zh) * 2017-12-26 2018-06-22 杭州华能工程安全科技股份有限公司 一种低深度载人潜器的浮标控制平台
CN111290412A (zh) * 2018-12-07 2020-06-16 中国科学院沈阳自动化研究所 一种自主水下机器人水面遥控***及方法
CN112986709A (zh) * 2019-12-17 2021-06-18 中国科学院沈阳自动化研究所 一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的装置及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1510405A (zh) * 2002-12-24 2004-07-07 深圳市丰河环境工程技术有限公司上海 海洋环境噪声测量***
CN101832775A (zh) * 2010-05-26 2010-09-15 南京信息工程大学 深海作业水下航行器组合导航***及水下初始对准方法
CN103310610A (zh) * 2013-06-03 2013-09-18 上海交通大学 基于智能浮标和智能潜水器的移动海洋观测网
CN103376802A (zh) * 2012-04-18 2013-10-30 中国科学院沈阳自动化研究所 一种利用水面机器人跟踪水下机器人的方法
CN203588074U (zh) * 2013-11-04 2014-05-07 中国科学院沈阳自动化研究所 一种小型自治水下机器人控制***
CN103770911A (zh) * 2014-01-27 2014-05-07 国家***第一海洋研究所 一种基于感应耦合和卫星通信技术的深海观测浮标***
US20140301161A1 (en) * 2012-11-14 2014-10-09 Cgg Services Sa Marine seismic survey and method using autonomous underwater vehicles and underwater bases
CN104142688A (zh) * 2014-08-06 2014-11-12 深圳乐智机器人有限公司 一种水下机器人平台

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1510405A (zh) * 2002-12-24 2004-07-07 深圳市丰河环境工程技术有限公司上海 海洋环境噪声测量***
CN101832775A (zh) * 2010-05-26 2010-09-15 南京信息工程大学 深海作业水下航行器组合导航***及水下初始对准方法
CN103376802A (zh) * 2012-04-18 2013-10-30 中国科学院沈阳自动化研究所 一种利用水面机器人跟踪水下机器人的方法
US20140301161A1 (en) * 2012-11-14 2014-10-09 Cgg Services Sa Marine seismic survey and method using autonomous underwater vehicles and underwater bases
CN103310610A (zh) * 2013-06-03 2013-09-18 上海交通大学 基于智能浮标和智能潜水器的移动海洋观测网
CN203588074U (zh) * 2013-11-04 2014-05-07 中国科学院沈阳自动化研究所 一种小型自治水下机器人控制***
CN103770911A (zh) * 2014-01-27 2014-05-07 国家***第一海洋研究所 一种基于感应耦合和卫星通信技术的深海观测浮标***
CN104142688A (zh) * 2014-08-06 2014-11-12 深圳乐智机器人有限公司 一种水下机器人平台

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107380381A (zh) * 2017-07-29 2017-11-24 深圳市丝路蓝创意展示有限公司 一种可漂浮的潜水***
CN107576328A (zh) * 2017-08-22 2018-01-12 西北工业大学 一种用于水下航行器的水面自动跟踪监控***
CN107576328B (zh) * 2017-08-22 2020-05-01 西北工业大学 一种用于水下航行器的水面自动跟踪监控***
CN107816988A (zh) * 2017-10-31 2018-03-20 北京臻迪科技股份有限公司 一种水下无人感知设备的流体内动态自稳定位方法及设备
CN107816988B (zh) * 2017-10-31 2020-01-17 北京臻迪科技股份有限公司 一种水下无人感知设备的流体内动态自稳定位方法及设备
CN108189987A (zh) * 2017-12-26 2018-06-22 杭州华能工程安全科技股份有限公司 一种低深度载人潜器的浮标控制平台
CN111290412A (zh) * 2018-12-07 2020-06-16 中国科学院沈阳自动化研究所 一种自主水下机器人水面遥控***及方法
CN112986709A (zh) * 2019-12-17 2021-06-18 中国科学院沈阳自动化研究所 一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的装置及方法
CN112986709B (zh) * 2019-12-17 2022-03-08 中国科学院沈阳自动化研究所 一种通过电磁信息监测水下机器人健康状态的装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106802588A (zh) 一种用于水下机器人的远程监控***
CN104267643A (zh) 水下机器人目标定位识别***
CN104215988A (zh) 一种水下目标定位方法
CN101141537A (zh) 应用于煤矿井下的数字矿工***与方法
CN103963933B (zh) 一种智能水上侦察机器人
CN109407596A (zh) 一种无人水质监测船
CN204964763U (zh) 基于北斗短报文救生终端***
CN110780317B (zh) 用于动力浮标故障自动应急的北斗示位装置及控制方法
CN208819266U (zh) 一种渔船监控***
CN103149573B (zh) 深海装备回收搜索无线信标装置
CN204775922U (zh) 一种新型定位救生衣
CN208432609U (zh) 一种水质在线监测无人船
CN204489140U (zh) 一种内河在航船舶航行状态信息监控***
CN202102301U (zh) 基于民用手机网络的超远程无人机控制***
CN219871799U (zh) 一种水下设备回收用的通讯定位***
CN205971743U (zh) 一种多功能海洋声学浮标
CN109246641A (zh) 一种基于北斗通信***的远洋渔业养殖水体巡测***
CN205664866U (zh) 一种船载的海洋水质数据采集***
CN204556832U (zh) 海洋潜标回收追踪装置
CN212220499U (zh) 基于可拓展式模块化设计的多用途水面无人侦查遥控站
CN205785333U (zh) 环境自动监测无人潜艇
CN103758174A (zh) 基于北斗卫星定位信息远程监控采砂船作业的装置
CN205622768U (zh) 一种小型无人机搜救***
CN210455156U (zh) 一种高灵活度水下机器人结构
CN211442676U (zh) 一种具有控制功能的浮标电子仓

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: 20170606

RJ01 Rejection of invention patent application after publication