水面无人艇（二）

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在水面无人艇（一）中，我们详细介绍了无人艇的整体结构和控制部分，作为一个完整系统，它的各部分是如何通过协作来完成整体的功能呢？我们在本问中将进行较为详细的介绍。

无人艇的无线通信方案

无线通讯主要包括以下几个方面：

1)   模拟无线遥控；

采用模拟的无线传输，设计最大距离能够达到1km，通过多通道全比例遥控器来实现，为了避免同频干扰，模拟无线传输频率也是可调的。

2)   数字图像传输；

无线数字图像传输，采用单独的数据通道能够实现大量的视频数据传送，避免数据传输的带宽影响；而且能够给遥控手柄相结合，可以实现超视距的遥操作。

3)   数字控制传输以及数据采集信号传输

数字控制信号和数据采集信号的传输采用无线宽带的技术，能够直接将无人艇和主控船联网，实现点对点的数据传输；

在无人艇内部无线接入点连接一个交换机，将无人艇设备内部各个单元进行联网，在通讯正常情况下，主控船可以控制联网的各个单元，且单独向主控船发送信息。这样可以实现数据采集设备的即插即用。无线通讯方案示意图如下图所示。

无线通讯方案示意图
底层控制方案
艇的底层控制主要包含有对无人艇航向和航速的控制，以及船体电源的管理部分。对于喷水式推进器而言，控制艇的航向和航速就是对舵机、倒航斗和油门的控制。
一般而言，喷水式推进器的控制主要是通过伺服液压系统来控制舵的方向，以及倒航斗的角度的，底层控制器主要是通过模拟量对伺服液压系统进行控制。由于艇可通过模拟遥控器和智能导航系统来控制，因此底层控制器可以在两种状态下进行切换，另外还需要能够对遥控信息进行解码。

底层控制连接
其中虚线为串口，实线为网络信号；底层控制器可通过串口进行模拟量输出，来控制舵、倒航斗和油门来实现对无人艇运动的控制；底层控制可以通过网络接收控制信号实现自动导航，另外，可以接收无线通讯的模拟输入量，来实现直接对船的控制。
电源管理部分主要是对发电机，UPS以及各个设备的供电进行监控管理的单元。这个部分可以控制对发电机，油箱，和UPS的运行，实时的监控它们的状态，反馈到远程主控船上，或者发送到故障诊断单元。
软件系统的组成
整个系统是由上位机和下位机软件共同组成的的，下位机软件可以利用C语言编写，运行于linux系统下。能够实现预设航迹点、位置和航向信号、障碍物信息等数据的读取，航迹自动控制，水面上的避障功能，各种数据的保存以及对于喷泵的控制。
上位机软件运行在windows中，能够实现路径规划、摄像头图像的显示、地图的显示和设备电源管理等等工作。

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挺详细 学习啦