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水面无人机器人(水面无人艇,Unmanned Surface Vehicle/Vessel,USV),广泛用于海洋环境实时监测、资源探测、海洋灾害预警和防治等多个领域。研究和开发水面机器人对于海洋及国防安全具有重要意义。
中科院沈阳自动化所研发的水面救助机器人,作为水面机器人(USVs)的一种,可用于投递缆绳、救生设备以及其它海上灾难救助等工作。该水面救助机器人研发较早,限于当时技术手段,导航功能不能满足发展需要。为了进一步拓展水面救助机器人的作业范围满足可视化导航需求,本文研究了基于Google Earth的水面救助机器人的导航方法,设计了相关的硬件和软件系统,完成了湖上试验,取得较好效果。
本文首先介绍了水面机器人的研究现状,分析了水面救助机器人应用背景、结构特点;开发了GPS、电子罗盘测试电路板;设计了水面救助机器人部分载体程序和远程监控程序;详细论述了串口通信和遥控杆在VC++6.0中的程序实现;完成了基于Google Earth水面救助机器人导航平台的构建,通过分析GPS接收机通信协议,获取水面救助机器人实时位置。采用Google Earth和KML设计的导航平台避免了构建电子地图的繁琐工作,实现了水面救助机器人定位和导航。通过湖上试验,验证了导航平台的可行性和有效性。
本文设计的导航平台不仅适用于水面救助机器人的导航,对于其它水面机器人和无人机也有借鉴意义。