本發(fā)明屬于無人艇領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于云網(wǎng)絡(luò)的無人艇監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為實(shí)現(xiàn)近岸巡防、水文采集及環(huán)境監(jiān)測(cè)等水上作業(yè)的自動(dòng)化、精準(zhǔn)化，越來越多的自主水面無人艇被投入實(shí)際工程項(xiàng)目中，因而對(duì)于無人艇的監(jiān)控尤為重要。專利cn102692924a公開了一種實(shí)驗(yàn)型無人水面船的控制結(jié)構(gòu)，其原理為數(shù)據(jù)采集接收模塊采集傳感器測(cè)得的船體運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，通過船上通信模塊將信息傳遞到岸上通信模塊，由航行參數(shù)顯示模塊顯示信息，之后岸上運(yùn)動(dòng)控制模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制解算，將驅(qū)動(dòng)指令通過通信模塊傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制，但其單機(jī)監(jiān)控模式下的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)儲(chǔ)存量小、控制響應(yīng)慢，不能及時(shí)的將無人艇的航行狀態(tài)信息分享至其他終端設(shè)備，因此其監(jiān)控顯示范圍較窄，信息共享性不高；

在專利cn106338952a公開了一種船聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)，其原理為船上監(jiān)控模塊連接有無線通訊設(shè)備，與云服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)連接，云服務(wù)器與客戶端平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)連接，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過無線通訊設(shè)備上傳到云服務(wù)器，使得遠(yuǎn)程客戶端平臺(tái)連接云服務(wù)器，實(shí)時(shí)查看船舶的運(yùn)營情況，但其監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為船上系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，沒有對(duì)船舶航行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)，雖然遠(yuǎn)程客戶端可以連接云服務(wù)器下載船舶實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，但無法上傳控制指令，以進(jìn)行期望路徑與運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)的修改，因此缺少一定的控制靈活性與實(shí)時(shí)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于云網(wǎng)絡(luò)的無人艇監(jiān)控系統(tǒng)，提高無人艇監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、共享性，并且能夠在遠(yuǎn)程云網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制和自主航行任務(wù)在線規(guī)劃。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種基于云網(wǎng)絡(luò)的無人艇監(jiān)控系統(tǒng)，包括本地監(jiān)控站、云端服務(wù)器和云終端監(jiān)控站，所述本地監(jiān)控站包括本地通信單元、本地顯示單元和本地控制單元，所述云端服務(wù)器包括云端接收單元、云端存儲(chǔ)單元和云端發(fā)送單元，所述云終端監(jiān)控站包括終端通信單元、終端顯示單元和終端控制單元，其特征在于，

所述本地通信單元用于與無人艇進(jìn)行無線通信，從而獲得無人艇的信息流ⅰ并在所述本地顯示單元上予以實(shí)時(shí)顯示，所述本地控制單元用于控制無人艇的航向角和航速；其中，所述信息流ⅰ包括無人艇的航行狀態(tài)信息和無人艇的周邊環(huán)境信息；

所述云端接收單元接收本地監(jiān)控站發(fā)送的信息流ⅰ并發(fā)送給云端存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)，所述云端存儲(chǔ)單元再通過所述云端發(fā)送單元和終端通信單元將信息流ⅰ在終端顯示單元上予以顯示，所述終端控制單元用于發(fā)送信息流ⅱ給所述云端接收單元，所述云端接收單元將信息流ⅱ在所述云端存儲(chǔ)單元中予以存儲(chǔ)，并且所述云端存儲(chǔ)單元通過所述云端發(fā)送單元和本地通信單元將所述信息流ⅱ在所述本地顯示單元上予以實(shí)時(shí)顯示，并且本地控制單元基于信息流ⅱ的信息控制無人艇的航向角和航速，其中，所述信息流ⅱ包括無人艇的期望路徑、pid控制參數(shù)的重新設(shè)定和航行任務(wù)的設(shè)定。

優(yōu)選地，所述航行狀態(tài)信息包括無人艇位置信息、時(shí)間信息、航向信息、航速信息和舵角信息。

優(yōu)選地，所述云端存儲(chǔ)單元將信息流ⅰ和信息流ⅱ按照時(shí)間邏輯進(jìn)行存儲(chǔ)。

優(yōu)選地，所述云終端監(jiān)控站通過聯(lián)網(wǎng)方式從云端服務(wù)器下載和顯示無人艇的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，并上傳控制指令進(jìn)行無人艇航行控制、自主航行任務(wù)規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)設(shè)置，遠(yuǎn)程復(fù)現(xiàn)本地監(jiān)控站的功能，而且本地監(jiān)控站的控制優(yōu)先級(jí)高于云終端監(jiān)控站。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)無人艇本地監(jiān)控、數(shù)據(jù)信息云存儲(chǔ)與云共享、遠(yuǎn)程云終端監(jiān)控等功能，本地監(jiān)控站與無人艇建立無線通信連接，獲得無人艇的航行狀態(tài)信息和環(huán)境信息，本地顯示單元的顯示界面上實(shí)時(shí)顯示無人艇的航行狀態(tài)數(shù)據(jù)、航行軌跡、期望路徑、pid控制參數(shù)；本地監(jiān)控站通過網(wǎng)絡(luò)將航行狀態(tài)信息和環(huán)境信息上傳至云服務(wù)器，這些信息按照時(shí)間邏輯存儲(chǔ)在云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，遠(yuǎn)程云終端監(jiān)控站通過聯(lián)網(wǎng)方式從云端下載和顯示無人艇的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，并可以上傳控制指令，進(jìn)行無人艇航行控制、自主航行任務(wù)規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)設(shè)置，遠(yuǎn)程復(fù)現(xiàn)本地監(jiān)控站的功能。本發(fā)明可通過無人艇航行狀態(tài)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)的云存儲(chǔ)與云共享實(shí)現(xiàn)無人艇的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2a和圖2b分別為信息流ⅰ和信息流ⅱ的發(fā)送接收示意圖；

圖3為本發(fā)明本地與云終端監(jiān)控站功能示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

參照各附圖，一種基于云網(wǎng)絡(luò)的無人艇監(jiān)控系統(tǒng)，包括本地監(jiān)控站、云端服務(wù)器和云終端監(jiān)控站，所述本地監(jiān)控站包括本地通信單元、本地顯示單元和本地控制單元，所述云端服務(wù)器包括云端接收單元、云端存儲(chǔ)單元和云端發(fā)送單元，所述云終端監(jiān)控站包括終端通信單元、終端顯示單元和終端控制單元，所述本地通信單元用于與無人艇進(jìn)行無線通信，從而獲得無人艇的信息流ⅰ并在所述本地顯示單元上予以實(shí)時(shí)顯示，所述本地控制單元用于控制無人艇的航向角和航速；其中，所述信息流ⅰ包括無人艇的航行狀態(tài)信息和無人艇的周邊環(huán)境信息；

所述云端接收單元接收本地監(jiān)控站發(fā)送的信息流ⅰ并發(fā)送給云端存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)，所述云端存儲(chǔ)單元再通過所述云端發(fā)送單元和終端通信單元將信息流ⅰ在終端顯示單元上予以顯示，所述終端控制單元用于發(fā)送信息流ⅱ給所述云端接收單元，所述云端接收單元將信息流ⅱ在所述云端存儲(chǔ)單元中予以存儲(chǔ)，并且所述云端存儲(chǔ)單元通過所述云端發(fā)送單元和本地通信單元將所述信息流ⅱ在所述本地顯示單元上予以實(shí)時(shí)顯示，并且本地控制單元基于信息流ⅱ的信息控制無人艇的航向角和航速，其中，所述信息流ⅱ包括無人艇的期望路徑、pid控制參數(shù)的重新設(shè)定和航行任務(wù)的設(shè)定。

進(jìn)一步，所述航行狀態(tài)信息包括無人艇位置信息、時(shí)間信息、航向信息、航速信息和舵角信息。

進(jìn)一步，所述云端存儲(chǔ)單元將信息流ⅰ和信息流ⅱ按照時(shí)間邏輯進(jìn)行存儲(chǔ)。

進(jìn)一步，所述云終端監(jiān)控站通過聯(lián)網(wǎng)方式從云端服務(wù)器下載和顯示無人艇的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，并上傳控制指令進(jìn)行無人艇航行控制、自主航行任務(wù)規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)設(shè)置，遠(yuǎn)程復(fù)現(xiàn)本地監(jiān)控站的功能，而且本地監(jiān)控站的控制優(yōu)先級(jí)高于云終端監(jiān)控站。

本發(fā)明中本地監(jiān)控站與云終端監(jiān)控站功能主要包括顯示、控制、參數(shù)設(shè)置以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在無人艇執(zhí)行自主航行任務(wù)的過程中，本地監(jiān)控站與云終端監(jiān)控站可通過云端服務(wù)器共享顯示無人艇的航行狀態(tài)、實(shí)時(shí)航跡、期望路徑、周圍環(huán)境等數(shù)據(jù)信息，并可將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地并上傳至云服務(wù)器；本地監(jiān)控站與云終端監(jiān)控站均可實(shí)現(xiàn)對(duì)無人艇的航行控制、自主航行任務(wù)規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)設(shè)置，但在控制指令中，本地監(jiān)控站的優(yōu)先級(jí)高于遠(yuǎn)程云終端監(jiān)控站，保證了無人艇航行作業(yè)的安全性。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。