一种水下无人船通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水下无人船通信系统，用于实现水下无人船本体与无人船的水上基站之间的通信连接，所述水上基站上设置有第一电力调制解调器，通过电缆与无人船本体上的第二电力调制解调器通信连接。本发明专利技术采用图传数传共链路和电力载波技术相结合的方法，不但使人机交互装置可以在控制和管理无人船的同时观看到无人船所采集的视频，并且使通信信号传输的距离更远，同时采用这种方法最大限度地减少了水下无人船本体与水上基站之间的线缆芯数，使线缆总体的重量减轻，提高了无人船的机动性。

Underwater Unmanned vessel communication system

The invention discloses an underwater unmanned ship communication system for unmanned ship body and unmanned ship underwater water communication base station is connected between the water base station is provided with a first power cable modem, through second power modulation and unmanned boat on the body of demodulator communication connection. The invention adopts the method of digital image transmission is the link and power line carrier technology combination, not only make the human-computer interaction device can simultaneously control and management of the unmanned boat to watch unmanned boat video, and make further communication signal transmission distance, while using this method minimizes the number of water between the core cable under the unmanned boat body and the water on the base station, the cable overall weight, improve the unmanned ship maneuverability.

【技术实现步骤摘要】
一种水下无人船通信系统
本专利技术属于水下无人船领域，具体地说，涉及一种水下无人船通信系统。
技术介绍
水下无人船和水下机器人有着广阔的应用前景。在水下勘探，捕鱼，和水下打捞等领域均具有突出的优势。目前，水下无人船大多采用自治或者有缆控制模式。自治模式，多用在无缆无人船上，无人船按照事先设定或者根据不定时接收到的上位机指令进行水下作业，这种自治模式下的无人船不能实时地获取水下信息和控制无人船，不适用对于无人船实时性要求高的应用情境；而有缆模式，是水下无人船或者水下机器人通过与水面母船相连的脐带缆获得动力，并与母船上的上位机进行数据传输和人机交互。随着科学技术的不断发展，包括智能手机，平板电脑在内的无线智能终端的综合运算能力得到了长足的进步。目前的智能手机搭载越来越多的智能应用，成为了人们访问移动互联网的方便接口。随之而来的是很多以前需要进行本地运行的复杂应用程序，现在也可以通过无线智能终端方便地实现。如何充分利用无线智能终端的高速运算能力，以及无线互联网的接入能力，成为了越来越多新技术的创新点。使用无线智能终端对无人船的运行进行控制并提供智能化管理的支持，即将成为技术应用的主流。无人船的作业环境是潜入到水下，由于无线信号在水下的衰减非常大，使用无线终端直接通过无线信号控制水下无人船是很难实现的技术，因此需要优化有线和无线通信技术的结合方式，利用无线智能终端的强大数据处理能力，进一步实现无人船控制系统的升级。在远距离遥控设备、工业控制和水下机器人领域中，某些场合下电缆的芯数和特征阻抗受环境及现场要素约束，不可能无限制的增加和任意改变。水下无人船在较高航速下，其脐带电缆在水中所形成的阻力往往是无人船本体阻力的几倍到数十倍。以往水下无人船对本体的控制与检测(如电动机、照明灯、摄像机、云台、压力、漏水、接地故障等)，采用的是双线或者3-4线对应一个控制与测量设备。因此造成无人船脐带电缆的芯数和种类繁多、制造与加工麻烦、费用很高。尤为严重的是由于导线的种类多而杂，水下无人船的脐带电缆外径很大，脐带电缆在水中运动所产生的阻力强烈地限制了水下无人船的机动性能。新型的水下无人船一般采用动力电源、低压电源、照明电源、图像传输、数据传输分别占用不同芯线的方法。这种方法与以往的水下无人船相比，在减少脐带电缆芯线数量上有所改进，但在减少脐带电缆芯线种类和电缆外径上仍然不足，某些场合下，特别是在小型水下无人船上使用不方便，有时甚至无法应用。因此需要一种通信系统可以将图像传输和数据传输用最小的线芯数量进行高速传输。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种水下无人船通信系统，采用图传数传共链路和电力载波技术相结合的方法，不但使人机交互装置可以在控制和管理无人船的同时观看到无人船所采集的视频，并且通信信号传输的距离更远，同时采用这种方法最大限度地减少了水下无人船本体与水上基站之间的线缆芯数，使线缆总体的重量减轻，提高了无人船的机动性。为了实现该目的，本专利技术采用如下技术方案：一种水下无人船通信系统，用于实现水下无人船本体与无人船的水上基站之间的通信连接，所述水上基站上设置有第一电力调制解调器，通过电缆与无人船本体上的第二电力调制解调器通信连接。进一步地，所述无人船本体上还设置有第二图数传输单元，所述第二图数传输单元与无人船本体上的控制模块和视频采集模块相连，并将所述控制模块发送的数字信号和视频采集模块发送的图像信号整编为单一链路信号，所述控制模块用于控制水下无人船本体的运行状态和发送水下无人船本体上传感器传来的数字信号，所述视频采集模块用于进行视频采集。进一步地，所述第二电力调制解调器与所述第二图数传输单元通过以太网络接口通信连接。进一步地，所述水上基站上还包括第一图数传输单元，所述第一图数传输单元与第一电力调制解调器相连，将由无人船本体发送来的所述单一链路信号拆分成数字信号和图像信号。进一步地，所述水下无人船通信系统还包括无线人机交互装置，所述无线人机交互装置经由所述无线通信模块实现与第一图数传输单元的通信连接，所述第一图数传输单元与水上基站的无线通信模块进行通信连接，无线通信模块与无人船的无线人机交互装置进行无线通信连接，所述无线人机交互装置用于对水下无人船本体进行控制或管理。进一步地，水上基站还包括有线人机交互装置，所述第一图数传输单元与水上基站的有线人机交互装置进行有线通信连接，所述有线人机交互装置包括控制器和图像显示器，所述控制器用于向水下无人船本体发送控制信号，图像显示器用于将接收到的图像信号以图像形式进行显示。进一步地，所述第一电力调制解调器与所述第一图数传输单元通过以太网络接口通信连接。进一步地，所述无线人机交互装置包括遥控器，无线智能终端。进一步地，所述电缆平均密度接近或等于水的密度，至少包括缆芯层和包覆缆芯层的浮力层，所述的缆芯层包括至少一根导线。进一步地，所述通信连接使用电力载波技术进行通信信号的传输，电力线载波在直流12V的电力线上传输。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。本专利技术所揭示的一种水下无人船通信系统，采用图传数传共链路和电力载波技术相结合的方法，不但使人机交互装置可以在控制和管理无人船的同时观看到无人船所采集的视频，并且通信信号传输的距离更远，同时采用这种方法最大限度地减少了水下无人船本体与水上基站之间的线缆芯数，使线缆总体的重量减轻，提高了无人船的机动性。利用第一图数传输单元和第二图数传输单元的配合，不但可以将数字信号或图像信号分别进行传送和接收，还可以将数字信号和图像信号整编成单一链路信号后进行传送和接收，这样，遥控器或无线智能终端接收到数字信号和图像信号后，用户就可以在遥控器或无线智能终端上获知水下无人船的航行状态以及网络摄像机等视频采集单元拍摄得到的图像，便于用户根据对水下无人船进行适时的控制和观察。并且，第一图数传输单元不但可以接收数字信号和/或图像信号，还可以将遥控器或无线智能终端或者其他控制终端发来的控制水下无人船的航行姿态，航行速度，航行深度等控制信号，转发至第二图数传输单元，第二图数传输单元中就会将该控制信号发送至控制模块，然后控制模块就可以根据该控制信号调整无人船的运行状态。为了方便用户的使用，用户可以根据自己的实际需要选择与水上基站的连接方式，可以是有线连接也可以是无线连接，进而满足用户多样化的需求。在第一图数传输单元和第二图数传输单元之间，设置的第一电力调制解调器和第二电力调制解调器，使无人船本体与水上基站进行通信时，将数据信号与直流电源叠加在一起，传输距离远，并且最大限度上减少了两者之间线缆的数量，实现只采用至多两芯线就完成了电力传输和图像信号以及数字信号的功能。从而极大减轻了线缆的重量，提高了无人船的机动性。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：图1是水下无人船通信系统结构示意图。图中：1、水上基站；2、水下无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下无人船通信系统，用于实现水下无人船本体与无人船的水上基站之间的通信连接，其特征在于：所述水上基站上设置有第一电力调制解调器，通过电缆与无人船本体上的第二电力调制解调器通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种水下无人船通信系统，用于实现水下无人船本体与无人船的水上基站之间的通信连接，其特征在于：所述水上基站上设置有第一电力调制解调器，通过电缆与无人船本体上的第二电力调制解调器通信连接。2.根据权利要求1所述的水下无人船通信系统，其特征在于：所述无人船本体上还设置有第二图数传输单元，所述第二图数传输单元与无人船本体上的控制模块和视频采集模块相连，并将所述控制模块发送的数字信号和视频采集模块发送的图像信号整编为单一链路信号，所述控制模块用于控制水下无人船本体的运行状态和发送水下无人船本体上传感器传来的数字信号，所述视频采集模块用于进行视频采集。3.根据权利要求2所述的水下无人船通信系统，其特征在于：所述第二电力调制解调器与所述第二图数传输单元通过以太网络接口通信连接。4.根据权利要求2所述的水下无人船通信系统，其特征在于：所述水上基站上还包括第一图数传输单元和基站，所述第一图数传输单元与第一电力调制解调器相连，将由无人船本体发送来的所述单一链路信号拆分成数字信号和图像信号。5.根据权利要求4所述的水下无人船通信系统，其特征在于：所述水下无人船通信系统还包括无线人机交互装置，所述无线人机交互装置经由所述无线通信模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑卫锋，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：北京臻迪机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11