一种无人船多推进器控制方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及无人船水下推进器，尤其涉及一种无人船多推进器控制方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、目前无人船大都采用水下推进器提供航行动力，现有的无人船一般采用两个对称的推进器安装在船体的尾部，实现前进、后退、左转、右转的航行控制；使用双水下推进器的无人船在当其中一个出现故障后，将无法实现直线航行和转向控制，因为单一个推进器只能实现沿着船身方向的纵向前进、后退，无法实现垂直船身方向的横向左转、右转，故而无法调节实现直线航行。当两个推进器都故障了则将完全无法航行，无法具备故障冗余。

2、也有一些无人船使用了三个推进器，但是由于第三个推进器内嵌在船体中间，不具备对称布局，可在前进、后退的纵向控制上起到冗余备份，但左转、右转横向控制仍无法做到冗余备份，导致推进器出现故障时，剩余的推进器无法实现船体转向控制。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种无人船多推进器控制方法、系统、设备及介质，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种无人船多推进器控制方法，包括：

3、获取无人船各推进器的运行状态信息，根据运行状态信息确定故障推进器；其中，无人船具有至少四个对称分布在无人船左右船侧的推进器，任一船侧的推进器与另一船侧上完全对称的推进器组成同构对称组，任一船侧的推进器与另一船侧上偏心对称的推进器组成异构对称组；

4、将不包含故障推进器的任一同构对称组或不包含故障推进器的任一异构对称组标记为目标对称组，对目标对称组中的两个推进器进行差速控制，实现无人船转向或直线航向。

5、在一种实施方式中，运行状态信息是根据用于驱动推进器的pwm驱动信号来反馈电机转速和运行状态。

6、在一种实施方式中，故障推进器的确定方法为：

7、获取任一推进器的pwm驱动信号，根据pwm驱动信号计算出推进器的前进速度vt＝pwm*δ+ε，其中δ表示pwm驱动信号调节速度的比例系数，ε表示pwm驱动信号调节速度的偏差；

8、在推进器的前进速度小于预设阈值的情况下，判定推进器为故障推进器。

9、在一种实施方式中，差速控制的方法为：

10、获取无人船的当前航行方向以及目标航行方向；

11、在当前航行方向与目标航行方向不相符的情况下，根据目标对称组中两个推进器的速度差值与转弯半径之间的负相关关系，动态调整目标对称组中两个推进器的速度，直至无人船航行的转弯半径符合目标航行方向。

12、在一种实施方式中，推进器的速度调整公式为：

13、ri＝(di(vl+vr))/(2(vl-vr))；

14、其中，ri为转弯半径，di为目标对称组中两个推进器之间的固定距离，v1和vr分别为目标对称组中两个推进器的前进速度。

15、在一种实施方式中，目标航行方向是根据发起的待转向指令确定的，或根据预设定的固定航行方向确定。

16、在一种实施方式中，还包括：

17、在无人船的推进器数量为四个的情况下，组成两组同构对称组和两组异构对称组；

18、在无人船的推进器数量为六个的情况下，组成三组同构对称组和四组异构对称组。

19、第二方面，本发明实施例提供了一种无人船多推进器控制系统，执行如上述的无人船多推进器控制方法。

20、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，该装置包括：存储器和处理器。其中，该存储器和该处理器通过内部连接通路互相通信，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行该存储器存储的指令，并且当该处理器执行该存储器存储的指令时，使得该处理器执行上述各方面任一种实施方式中的方法。

21、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，上述各方面任一种实施方式中的方法被执行。

22、上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：

23、本发明在船体上具有多个对称的推进器，在任一推进器发生故障时，对故障推进器所在一船侧的其他推进器以及另一船侧的推进器进行差速控制，使得无人船可维持直线航行或实现转向的目的。本发明通过多个水下推进器的冗余备份，解决无人船航行过程中，少数个推进器故障失去动力后，无法安全返回水岸边的问题；且差速驱动混合成对的水下推进器，令无人船左转、右转横向控制平顺，亦能实现直线航行。

24、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

技术特征：

1.一种无人船多推进器控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无人船多推进器控制方法，其特征在于，所述运行状态信息是根据用于驱动所述推进器的pwm驱动信号来反馈电机转速和运行状态。

3.根据权利要求1所述的无人船多推进器控制方法，其特征在于，所述故障推进器的确定方法为：

4.根据权利要求1所述的无人船多推进器控制方法，其特征在于，所述差速控制的方法为：

5.根据权利要求4所述的无人船多推进器控制方法，其特征在于，所述推进器的速度调整公式为：

6.根据权利要求4所述的无人船多推进器控制方法，其特征在于，所述目标航行方向是根据发起的待转向指令确定的，或根据预设定的固定航行方向确定。

7.根据权利要求1所述的无人船多推进器控制方法，其特征在于，还包括：

8.一种无人船多推进器控制系统，其特征在于，执行如权利要求1～7任一所述的无人船多推进器控制方法。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器中存储指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现如权利要求1～7任一所述的无人船多推进器控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～7任一所述的无人船多推进器控制方法。

技术总结本发明提出一种无人船多推进器控制方法、系统、设备及介质，其方法包括：获取无人船各推进器的运行状态信息，根据运行状态信息确定故障推进器；其中，无人船具有至少四个对称分布在无人船左右船侧的推进器，任一船侧的推进器与另一船侧上完全对称的推进器组成同构对称组，任一船侧的推进器与另一船侧上偏心对称的推进器组成异构对称组；将不包含故障推进器的任一同构对称组或不包含故障推进器的任一异构对称组标记为目标对称组，对目标对称组中的两个推进器进行差速控制，实现无人船转向或直线航向。本发明通过多个水下推进器的冗余备份，解决少数个推进器故障失去动力后，无法安全返回水岸边的问题，确保无人船可实现转向或直线航行。技术研发人员：林钦坚,郑胜平,周正朝,梁昌万,刘青晗,李伟强受保护的技术使用者：广州市中海达测绘仪器有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29