无人驾驶试验船控制平台设计与功能实现

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随着国家对海洋开发的重视,海上航运和生产活动日益增强,因而面临的事故处理增多,如危险海况下的搜救、日常执法巡航等,为了保障海事人员的安全,建立完善的无人船控制平台,提高了事故处理的效率、降低运行成本,同时可以在保障人员安全的前提下对更大的海域进行事故处理。  无人船控制平台是一个复杂的系统,它涉及的内容较多,包括船舶、通信、人工智能控制等众多专业知识。随着相关技术的发展,开发无人船控制平台已成为国际发展趋势。因此,针对无人船控制平台相关核心技术难点进行深入研究,提升功能性无人船设计能力,具有理论与研究价值,同时开发、研制适用性船模能快速、高效地提高国家对海洋事故的处理能力,具有积极的应用参考价值。  本课题的研究是以实际项目为依托,以一条5米试验船为控制对象,提出了一套无人试验船控制平台总体设计方案,根据船岸通讯环境特点,研究了基于垂直切换的船岸异构通信网络构建方案,基于VC开发了岸端综合监控软件。通过无人试验船下水航行调试等多项功能测试试验,验证了整个设计成果的有效性。  本文首先系统地分析了国内外无人船研究现状,并根据无人海事救助船项目的应用背景,对控制平台进行需求分析,并据此提出了控制平台总体框架设计方案,包括船端硬件框架设计和岸端监控软件框架设计两部分。  其次,进行了船岸异构通信网络通道切换功能设计及测试实验。在对现有无线网络进行综合分析后,基于数传电台和3G网络构建了试验船船岸通讯网络。在实验室条件下模拟数传电台和3G通道突发中断的状况进行实验,验证了设计的通信切换功能的可靠性。  再次,根据对无人试验船监控软件需求分析,设计了岸端监控软件,包括:通信单元、数据存储单元、数据显示单元、视频显示单元及雷达显示单元,针对各单元开展了相关测试实验来验证其功能有效性。  最后,开展了无人试验船下水功能测试实验,验证船岸之间通信的稳定性、船体操纵可靠性、远程遥控功能和航向保持自主航行功能等多项设计成果。
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