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原文传递一种无人船自扶正方法

专利名称：	一种无人船自扶正方法
摘要：	本发明公开了一种具备自扶正功能的无人船及方法，包括无人船本体，所述无人船本体采用全密封结构，所述无人船船体的在正浮状态下，重心位于浮心正下方，使无人船成为水中的不倒翁；包括:自动扶正计算控制模块、倾角测量装置、水深方向上的扶正推进装置、所述扶正推进装置利用舵机驱动，实现一定角度的倾角转动，从而改变喷水推进方向，所述自动扶正计算控制模块连接水深方向的扶正推进装置、倾角测量装置。有益效果：通过给喷水推进装置通过自动扶正计算控制模块连接，从而使用自动扶正计算控制模块控制喷水推进装置的喷水大小，喷水方向和喷水时长对后续航行提供更加的安全性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京虹湾威鹏信息技术有限公司
发明人：	张延伟;李静;徐也平;陈建龙;刘景华;祝宇;边一奇;杜朝;张强;闫睿;舒天阁;廉栋
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910292257.1
公开号：	CN109850082A
代理机构：	北京君莫知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	崔云鹤
分类号：	B63B35/00(2006.01);B;B63;B63B;B63B35
申请人地址：	100085 北京市海淀区清河嘉园东区甲1号楼8层806室
主权项：	1.一种具备自扶正系统的无人船，其特征在于，包括：无人船本体，所述无人船本体采用防止进水的全密封结构；当所述无人船船体处在正浮状态下时，此时的重心位于浮心正下方；当所有测量设备装载入无人船后，此时无人船整体的重心依然位于浮心正下方；扶正推进装置；所述扶正推进装置设置于水深方向上，所述扶正推进装置由舵机驱动，可以实现一定角度的倾角转动，从而改变喷水推进方向；自动扶正计算控制模块；该自动扶正计算控制模块与扶正推进装置及倾角测量装置信号连接；倾角测量装置；所述倾角测量装置用于测量无人船的倾斜角度，包括纵向倾斜角度和横向的倾斜角度，并将所述倾斜角度提供给自动扶正计算控制模块以便实现无人船的扶正控制；自动扶正计算控制模块；所述自动扶正计算控制模块为人工智能AI芯片，其接受来自倾角测量装置的倾斜角度，并根据倾斜角度计算倾斜的速度、倾斜的角加速度，进而通过智能计算获得需要的扶正力矩和持续时间，所述自动扶正计算控制模块依据所述扶正力矩、倾角角度和加速器，实现比例微分积分控制使得其提供的扶正推进装置的扶正力能够随着倾角的大小和倾斜的角加速度而发生变化；由所述自动扶正计算控制模块发出的控制指令能够控制船舶在扶正时候更加平稳，不会发生扶正力矩过大而发生向相反方向倾斜；所述扶正推进装置布置于船体舭龙骨附近，以及船体六面水池部分，所述扶正推进装置能够给船体提供扶正力矩，以抵抗所述无人船本体朝该方向倾覆的倾覆力矩；所述扶正推进装置为一个与自动扶正计算控制模块连接的具有双向喷头的喷水推进装置，所述自动扶正计算控制模块控制喷水推进装置的喷水大小，喷水方向和喷水时长。 2.根据权利要求1所述的一种具备自扶正系统的无人船，其特征在于，所述无人船还包括船舶运动参数设置模块，所述船舶运动参数设置模块检测并采集船舶横摇固有周期、纵摇固有周期、无人船型深和船舶吃水深度参数，并将这些运动参数提供给所述自动扶正计算控制模块，所述自动扶正计算控制模块在计算扶正力矩、持续时间和扶正力矩的比例微分积分控制时根据上述运动参数实行修正。 3.根据权利要求1所述的一种具备自扶正系统的无人船，其特征在于，所述无人船还包括海况风浪参数设置模块，所述海况风浪参数设置模块检测并采集当前水域的风速、流速和波浪的大小和周期参数，并将这些风浪参数提供给所述自动扶正计算控制模块，所述自动扶正计算控制模块在计算扶正力矩、持续时间和扶正力矩的比例微分积分控制时根据上述运动参数实行修正。 4.根据权利要求1所述的一种具备自扶正系统的无人船，其特征在于，所述自动扶正计算控制模块的比例微分积分控制采用独立的单片机完成比例微分积分控制。 5.根据权利要求1所述的一种具备自扶正系统的无人船，其特征在于，所述无人船的两侧布置有可通过远程控制气囊充气的气囊结构。 6.一种无人船自扶正方法，具备自扶正系统的无人船，其特征在于，包括：无人船本体，所述无人船本体采用防止进水的全密封结构；当所述无人船船体处在正浮状态下时，此时的重心位于浮心正下方；当所有测量设备装载入无人船后，此时无人船整体的重心依然位于浮心正下方；扶正推进装置；所述扶正推进装置设置于水深方向上，所述扶正推进装置由舵机驱动，可以实现一定角度的倾角转动，从而改变喷水推进方向；自动扶正计算控制模块；该自动扶正计算控制模块与扶正推进装置及倾角测量装置信号连接；倾角测量装置；所述倾角测量装置用于测量无人船的倾斜角度，包括纵向倾斜角度和横向的倾斜角度，并将所述倾斜角度提供给自动扶正计算控制模块以便实现无人船的扶正控制；自动扶正计算控制模块；所述自动扶正计算控制模块为人工智能AI芯片，其接受来自倾角测量装置的倾斜角度，并根据倾斜角度计算倾斜的速度、倾斜的角加速度，进而通过智能计算获得需要的扶正力矩和持续时间，所述自动扶正计算控制模块依据所述扶正力矩、倾角角度和加速器，实现比例微分积分控制使得其提供的扶正推进装置的扶正力能够随着倾角的大小和倾斜的角加速度而发生变化；由所述自动扶正计算控制模块发出的控制指令能够控制船舶在扶正时候更加平稳，不会发生扶正力矩过大而发生向相反方向倾斜；所述扶正推进装置布置于船体舭龙骨附近，以及船体六面水池部分，所述扶正推进装置能够给船体提供扶正力矩，以抵抗所述无人船本体朝该方向倾覆的倾覆力矩；所述扶正推进装置为一个与自动扶正计算控制模块连接的具有双向喷头的喷水推进装置，所述自动扶正计算控制模块控制喷水推进装置的喷水大小，喷水方向和喷水时长；所述方法包括如下步骤： (1)所述倾角测量装置检测无人船的姿态，当倾转角向左或向右超过90度时，即认为无人船发生了翻扣事件；否则认为无人船处于正常工作状态； (2)如果无人船发生了翻扣事件，则检测无人船的倾转角是否处于-90°<倾转角<-90°，“是”则结束，“否”继续检测倾转角，如果-180°<倾转角<-90°，则启动左侧扶正推进装置反向喷水一定时间，启动左侧扶正推进装置反向喷水一定时间后返回至第1步继续检测； (3)如果无人船发生了翻扣事件，则检测无人船的倾转角是否处于90°<倾转角<180°，“否”则结束，“是”则右侧扶正推进装置反向喷水一定时间；右侧扶正推进装置反向喷水一定时间后返回至第1步，如果无人船恢复到正常工作状态，则无人船的自扶正工作结束。 7.根据权利要求6所述的一种无人船自扶正方法，其特征在于，所述扶正推进装置为涵道式推进器，该涵道式推进器由自动扶正计算控制模块控制。 8.根据权利要求6所述的一种无人船自扶正方法，其特征在于，所述无人船还包括船舶运动参数设置模块，所述船舶运动参数设置模块检测并采集船舶横摇固有周期、纵摇固有周期、无人船型深和船舶吃水深度，并将这些运动参数提供给所述自动扶正计算控制模块，所述自动扶正计算控制模块在计算扶正力矩、持续时间和扶正力矩的比例微分积分控制时根据上述运动参数实行修正。 9.根据权利要求8所述的一种无人船自扶正方法，其特征在于，所述无人船的两侧布置有可通过远程控制气囊充气的气囊结构，可通过远程控制以便实现气囊充气，从而无人船的排水体积，改变浮心的位置，从而提高船舶稳心高度。 10.根据权利要求8所述的一种无人船自扶正方法，其特征在于，所述无人船还包括海况风浪参数设置模块，所述海况风浪参数设置模块检测并采集当前水域的风速、流速和波浪的大小和周期，这些风浪参数提供给所述自动扶正计算控制模块，所述自动扶正计算控制模块在计算扶正力矩、持续时间和扶正力矩的比例微分积分控制时根据上述运动参数实行修正。
所属类别：	发明专利