无人艇岸站监控系统设计文献综述
2020-04-19 21:07:57
无人艇其实就是一种可以在海洋中工作的机器人,它可以代替人类执行在海洋中进行的各种科研任务。由于陆地资源的不断损耗,海洋的战略性不断提高,海洋资源的争夺也越来越激烈。在以海洋为中心的战略格局中,无人艇的优势就体现出来,比如深入敌军内部进行侦察。在民用方面,无人艇技术也得到了广泛的应用。如清理海洋垃圾,进行水下测绘和航道巡逻等。
在无人艇技术方面,美国和以色列走在了世界的前沿。早在1993年,美国麻省理工学院就行了无人艇的研究,在2004年,麻省理工研究出一种名为SCOUT的无人艇实验研究平台,该平台显著降低了研究成本,缩短了研究时间。美国海军很重视无人艇的研究,并开展了一些无人艇研究项目,比较典型的有“斯巴达侦察兵”。它既能进行海岸巡视预警,也可以搭载武器代替士兵进入战场,还可以进行水下反潜侦察。功能如此强大的“斯巴达侦察兵”只需要3人在本土进行远程监控。它一直被认为是无人艇在技术应用的典范。以色列在无人艇方面也具有前瞻性,在2003年开发了“保护者”随后又开发了“黄貂鱼”和“海星”等多种无人艇。
我国的无人艇技术起步较晚,相比于国外还落后很多,但我国在无人艇技术领域也取得了一些发展。如沈阳新光公司开发的“天象一号”,701设计的“海翼1号”等。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}2基本内容和方案设计无人艇岸站监控系统数据采集模块框图如下:
无人艇岸站监控系统主要为监控无人艇提供接口,实时显示视屏,进行信息采集。1.巡航视频采集:无人艇艇载摄像头通过USB与艇载控制设备连接,无人艇客户端主程序通过调用预先编译好的OpenCV视觉库,读取摄像头所返回的数据,然后逐帧发送到网络传输接口(socket),再发送到控制中心服务端用于显示。2.GPS信息采集:艇载GPS设备通过串口与艇载控制设备连接后,无人艇客户端主程序可通过串口读取返回来的GPS数据,然后按照NMEA0183协议对原始数据解析,获得经度、维度等信息,然后经由网络传输系统发回控制中心服务端。3. 声纳信息采集:无人艇上所配备的声纳检测仪通过USB接口与艇载控制设备连接,由于串口数据读取更加方便,由USB转串口模块将信息解析为串口信息后,无人艇客户端主程序可按照对应声纳设备所设定的协议解析信息,获取水深、障碍物等信息,然后经由网络传输系统发挥控制中心服务端。4. 电池信息采集:无人艇上所配备的电池监控模块通过RS232串口与艇载控制设备直接连接,无人艇客户端通过调取串口信息,可直接读取其中的剩余电量信息,然后该信息由网络传输系统发回控制中心服务端。岸站监控系统通过这些采集的数据实现无人艇的自主巡航。
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