一种基于RTK技术无人驾驶船系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于RTK技术无人驾驶船系统，系统包括外设的基准站和驾驶船；基准站用于发送RTK差分数据；驾驶船设有：GNSS接收机，用于采集驾驶船的定位信息；电台模块，用于根据定位信息和基准站发送的RTK差分数据进行精度解算，数据采集模块，用于采集驾驶船的行驶数据；通信模块，用于接收外部遥控器的遥控指令；数据融合模块，用于将行驶数据、定位信息和精度解算后的RTK差分数据进行融合得出融合数据，船舶主控单元，用于接收数据融合模块发送的融合数据以及外部遥控器的遥控指令指令生成控制信号；船舶执行单元，与船舶主控单元相连，用于响应船舶主控单元的控制信号并操控测深船执行相应操作。本发明专利技术大大提高了无人船的智能化水平和稳定性。

An unmanned ship system based on RTK Technology

The invention provides an unmanned ship system based on RTK technology, which includes a base station and a driving ship with peripherals; the datum station is used to send RTK differential data; the driving ship is equipped with a GNSS receiver to collect the positioning information of the driving ship; the radio module is used for the RTK differential data sent according to the location information and the datum station. The data acquisition module is used to collect the driving data of the driving ship; the communication module is used to receive the remote control instruction of the external remote control; the data fusion module is used to fuse the data, the positioning information and the RTK differential data after the calculation of the accuracy. The ship master control unit is used for receiving the data. The data fusion module sends the fusion data and the remote control command instruction to generate the control signal; the ship execution unit is connected with the ship main control unit to respond to the control signal of the ship's main control unit and manipulate the sounding vessel to perform the corresponding operation. The invention greatly improves the intelligent level and stability of the unmanned ship.

【技术实现步骤摘要】
一种基于RTK技术无人驾驶船系统
本专利技术涉及测绘领域，尤其涉及一种基于RTK技术无人驾驶船系统。
技术介绍
随着社会技术的发展，无人驾驶技术引起社会的关注，特别是随着无人机技术应用与发展，无人驾驶船舶平台(简称无人船)也顺势出现与发展起来，为成功实施诸如海事救援、海上测量、危险品监测等特殊任务提供了承载平台，具有极大的应用前景.无人船是一个复杂的系统，它集成了船舶设计、智能控制、人工智能、信息处理、检测与转换等专业技术，其研究内容涉及多个方面：自动驾驶、自主避障、规划与导航、模式识别等等。由于要求无人船在各种不同的海洋环境下能够安全航行，特别是在超视距、遥控不能发挥作用的情况下，必须能够自主进行环境探测、目标识别、自主避障、自主路径规划以及自动完成使命。因此，智能是无人船的最基本特征，也是最大的难点。精确的位置信息是无人船高智能的技术组成的主要部分，它是无人船自动控制，自动路径规划，自主避障重要组成部分。
技术实现思路
本系统针对目前无人船存在的定位设备定位精度低的问题，结合GNSS系统中RTK高精度测量技术，把RTK技术无缝地应用到无人船系统中，使无人船的定位精度由亚米级升级到厘米级，甚至毫米级，大大提高了无人船的智能化水平和稳定性。本专利技术提供了一种基于RTK技术无人驾驶船系统，系统包括外设的基准站和驾驶船；基准站用于发送RTK差分数据；驾驶船设有：GNSS接收机，用于采集驾驶船的定位信息；电台模块，电台模块用于根据定位信息和基准站发送的RTK差分数据进行精度解算，数据采集模块，用于采集驾驶船的行驶数据；通信单元，用于接收外部遥控器的遥控指令；数据融合模块，用于将行驶数据、定位信息和精度解算后的RTK差分数据进行融合得出融合数据，船舶主控单元，用于接收数据融合模块发送的融合数据以及外部遥控器的遥控指令指令生成控制信号；船舶执行单元，与船舶主控单元相连，用于响应船舶主控单元的控制信号并操控测深船执行相应操作。上述的基于RTK技术无人驾驶船系统，其中，所述数据采集模块包括：GPS单元、数传模块、加速度计、陀螺仪、磁力计和高度气压计。上述的基于RTK技术无人驾驶船系统，其中，所述测深船还包括网络通信单元，外部遥控器发送的遥控指令通过网络通信单元传输到船舶主控单元。上述的基于RTK技术无人驾驶船系统，其中，所述船舶主控单元包括任务分解模块和任务控制模块，所述任务分解模块用于对融合数据进行结算得出方向控制指令、避碰控制指令、速度控制指令、自助巡航控制指令和救助控指令，任务控制模块根据得出的方向控制指令、避碰控制指令、速度控制指令、自助巡航控制指令和/或救助控指令来下发到驾驶船相应的模块。上述的基于RTK技术无人驾驶船系统，其中，所述船舶执行单元包括动作控制模块和动作执行模块，所述动作控制模块用于根据相应的控制指令来控制动作执行模块执行相应的操作；所述动作执行模块包括船体推进器、船尾偏针仪和救援设备。上述的基于RTK技术无人驾驶船系统，其中，所述驾驶船的外壳采用碳纤维材料加工制成。上述的基于RTK技术无人驾驶船系统，其中，所述基准站由电台天线、GNSS接收机、数传电台组成。本系统针对目前无人船存在的定位设备定位精度低的问题，结合GNSS系统中RTK高精度测量技术，把RTK技术无缝地应用到无人船系统中，使无人船的定位精度由亚米级升级到厘米级，甚至毫米级，大大提高了无人船的智能化水平和稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种基于RTK技术无人驾驶船系统的示意图；图2为本专利技术一实施例中原理功能图；图3为本专利技术中包含主要传感器的电路示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本专利技术的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。在对无人船的研究过程中，想要无人船能够达到预期目标，实现最终意义上的无人驾驶，其感知能力是基础和关键。所谓的感知能力指的是无人船对自身的航行状态信息(如位置、航向等)，以及周边环境信息(如周边船只的位置、航速、航向等信息)的检测、识别，进而进行态势评估的能力。只有当无人船具备较强的感知能力时，其控制核心才能根据评估结果制定合适的船体控制策略，最终在无人干预的情况下实现对应功能目标。为了实现上述技术方案，本专利技术提供了一种基于RTK技术无人驾驶船系统，系统包括包括外设的基准站和驾驶船；基准站用于发送RTK差分数据；驾驶船设有：GNSS接收机，用于采集驾驶船的定位信息；电台模块，电台模块用于根据定位信息和基准站发送的RTK差分数据进行精度解算，数据采集模块，用于采集驾驶船的行驶数据；通信单元，用于接收外部遥控器的遥控指令；数据融合模块，用于将行驶数据、定位信息和精度解算后的RTK差分数据进行融合得出融合数据，船舶主控单元，用于接收数据融合模块发送的融合数据以及外部遥控器的遥控指令指令生成控制信号；船舶执行单元，与船舶主控单元相连，用于响应船舶主控单元的控制信号并操控测深船执行相应操作。本系统针对目前无人船存在的定位设备定位精度低的问题，结合GNSS系统中RTK高精度测量技术，把RTK技术无缝地应用到无人船系统中，使无人船的定位精度由亚米级升级到厘米级，甚至毫米级，大大提高了无人船的智能化水平和稳定性。在本专利技术中，一台GNSS接收机安装在无人船上，通过无人船的控制电台接收岸上基准站发送的差分数据进行高精度数据解算，接收机实时传递高精度定位信息给无人船控制系统，并融合到无人船的控制算法中。在本专利技术一可选的实施例中数据采集模块包括：GPS单元、数传模块、加速度计、陀螺仪、磁力计和高度气压计。在本专利技术一可选的实施例中测深船还包括网络通信单元，外部遥控器发送的遥控指令通过网络通信单元传输到船舶主控单元。在本专利技术一可选的实施例中船舶主控单元包括任务分解模块和任务控制模块，任务分解模块用于对融合数据进行结算得出方向控制指令、避碰控制指令、速度控制指令、自助巡航控制指令和救助控指令，任务控制模块根据得出的方向控制指令、避碰控制指令、速度控制指令、自助巡航控制指令和/或救助控指令来下发到驾驶船相应的模块。在本专利技术一可选的实施例中船舶执行单元包括动作控制模块和动作执行模块，动作控制模块用于根据相应的控制指令来控制动作执行模块执行相应的操作；动作执行模块包括船体推进器、船尾偏针仪和救援设备。在本专利技术一可选的实施例中驾驶船的外壳采用碳纤维材料加工制成。在本专利技术一可选的实施例中基准站由电台天线、GNSS接收机、数传电台组成；GNSS接收机用于采集定位信息。在本专利技术中，无人船系统采用STM32F427为主控制器，STM32F103为故障保护协处理器，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RTK技术无人驾驶船系统，其特征在于，所述系统包括外设的基准站和驾驶船；所述基准站用于发送RTK差分数据；所述驾驶船设有：GNSS接收机，用于采集驾驶船的定位信息；电台模块，所述电台模块用于根据定位信息和基准站发送的RTK差分数据进行精度解算，数据采集模块，用于采集驾驶船的行驶数据；通信模块，用于接收外部遥控器的遥控指令；数据融合模块，用于将行驶数据、定位信息和精度解算后的RTK差分数据进行融合得出融合数据，船舶主控单元，用于接收数据融合模块发送的融合数据以及外部遥控器的遥控指令指令生成控制信号；船舶执行单元，与所述船舶主控单元相连，用于响应船舶主控单元的控制信号并操控测深船执行相应操作。

【技术特征摘要】
1.一种基于RTK技术无人驾驶船系统，其特征在于，所述系统包括外设的基准站和驾驶船；所述基准站用于发送RTK差分数据；所述驾驶船设有：GNSS接收机，用于采集驾驶船的定位信息；电台模块，所述电台模块用于根据定位信息和基准站发送的RTK差分数据进行精度解算，数据采集模块，用于采集驾驶船的行驶数据；通信模块，用于接收外部遥控器的遥控指令；数据融合模块，用于将行驶数据、定位信息和精度解算后的RTK差分数据进行融合得出融合数据，船舶主控单元，用于接收数据融合模块发送的融合数据以及外部遥控器的遥控指令指令生成控制信号；船舶执行单元，与所述船舶主控单元相连，用于响应船舶主控单元的控制信号并操控测深船执行相应操作。2.如权利要求1所述的基于RTK技术无人驾驶船系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：GPS单元、数传模块、加速度计、陀螺仪、磁力计和高度气压计。3.如权利要求3所述的基于RTK技术无人驾驶船系统，其特征在于，所述测深船还包括网络通信单元，外部遥控...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹勇，王杰俊，朴东国，魏立龙，赵延平，
申请(专利权)人：上海华测导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31