基于CAN總線的多任務(wù)USV通用控制平臺研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近些年來，由于海洋氣候變化異常，海嘯、臺風(fēng)活動(dòng)頻繁，海難事故發(fā)生比例明顯增加，海上作業(yè)或執(zhí)行任務(wù)的危險(xiǎn)也逐漸增多。相比有人駕駛船舶，無人水面艇因其具有低成本、高速度、高機(jī)動(dòng)性以及高智能化等特性，特別是在危險(xiǎn)情況下代替人工作業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐，近年來已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　無人艇要體現(xiàn)其高度智能化特征，其研究難點(diǎn)在于對關(guān)鍵控制技術(shù)如通用平臺設(shè)計(jì)、自主避碰等方面的突破。本文首先分析無人水面艇技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出國內(nèi)在某些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的不足

2、，如智能化、高速、低成本、自主避碰等方面，然后以構(gòu)建USV通用控制平臺和實(shí)現(xiàn)多樣化任務(wù)為研究目標(biāo)，采用自主研制的智能終端將CAN總線引入控制系統(tǒng)，進(jìn)而提出了一種基于總線的分布式控制平臺設(shè)計(jì)方案。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為船端控制平臺、通信單元、岸端監(jiān)控子系統(tǒng)，船端控制平臺采用智能終端將各傳感設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、任務(wù)模塊接入到CAN總線，主控單元采用工控機(jī)，承載自主巡航、自主避碰等核心控制算法。然后詳細(xì)分析了智能終端的總體方案設(shè)計(jì)、內(nèi)部電路設(shè)計(jì)、電路布

3、局設(shè)計(jì)等，以及主控單元的設(shè)計(jì)方案，并對自主避碰算法進(jìn)行仿真。
　　結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目-無人海事救助船進(jìn)行了系統(tǒng)測試，設(shè)計(jì)控制平臺測試試驗(yàn)，包括智能終端功能測試、主控單元調(diào)試界面測試以及自主避碰算法測試；另外，設(shè)計(jì)多任務(wù)測試試驗(yàn)，包括海上巡邏功能和海上搜救功能測試。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明本文提出的分布式控制平臺設(shè)計(jì)方案可行，通過自主研制的智能終端可穩(wěn)定、可靠地實(shí)現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)的分布式采集、處理以及共享，無人艇可實(shí)現(xiàn)航向保持自主巡航功能、自主避碰功能