一种轻型舷外机艇艇端控制系统、远程控制系统及自动控制系统

摘要

本发明提供了一种轻型舷外机艇艇端控制系统、远程控制系统及自动控制系统，属于无人艇技术领域。轻型舷外机通过控制拉线控制油门、档位和/或舵向，艇端控制系统包括艇载通信单元、艇载控制器、电气控制单元和机械控制单元，机械控制单元包括舵机，艇载控制器通过艇载通信单元接收远程控制指令，并根据控制指令控制电气控制单元控制发动机的电气接口，控制舵机推拉控制拉线以控制油门、档位和/或舵向，艇载控制器还通过艇载通信单元发送位置导航信息及电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息，以使远程控制系统接收到导航信息及电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息。本发明实现对低成本、续航能力强的无人艇的自动控制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻型舷外机艇艇端控制系统、远程控制系统及自动控制系统，属于无人艇技术领域。

背景技术

因无人艇具有可代替人在恶劣甚至危险水域进行作业的优点，所以近几年随着无人技术的发展，无人艇控制技术逐渐引起重视。无人艇的驱动方式继承自有人艇，目前有人艇有三种驱动方式：电力驱动、内置发动机驱动和舷外机驱动。电力驱动和内置发动机驱动成本较高且多为数控式接口，易于实现无人化控制。舷外机相对成本较低，尤其是马力在20匹以下，档位、油门和舵为机械拉线控制的低端非数控舷外机成本更低，但是不易实现无人化控制。目前的无人艇大多为内置数控发动机艇型和电驱动艇型。

由于内置数控发动机成本较高且电动型艇续航能力受限于电池容量，因此亟需一种用于轻型舷外机的自动控制系统，以实现该类型艇的自动化控制。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种轻型舷外机艇艇端控制系统、远程控制系统及自动控制系统，以实现对低成本、续航能力强的无人艇的自动控制。

本发明为解决上述问题采取的技术方案的具体步骤如下：

一种轻型舷外机艇艇端控制系统，所述轻型舷外机通过控制拉线控制油门、档位和/或舵向，其特征在于，所述艇端控制系统包括艇载通信单元、艇载控制器、电气控制单元和机械控制单元，所述机械控制单元包括舵机，所述艇载控制器通过所述艇载通信单元接收远程控制指令，并根据所述控制指令控制所述电气控制单元控制发动机的电气接口，控制所述舵机推拉所述控制拉线以控制油门、档位和/或舵向，所述艇载控制器还通过所述艇载通信单元发送位置导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息，以使远程控制系统接收到所述导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息。

在一可选实施例中，所述控制拉线包括油门拉线、档位拉线及舵向拉线，所述机械控制单元包括舵机控制器、第一舵机、第二舵机、第三舵机、第一位移传感器、第二位移传感器及增速器，所述第一舵机用于推拉所述油门拉线以控制油门，所述第二舵机用于推拉所述档位拉线以控制档位，所述第三舵机用于控制舵向拉线以控制舵向，所述第一位移传感器与所述油门拉线连接，用于检测并发送所述油门拉线的位移，所述第二位移传感器与所述档位拉线连接，用于检测并发送所述档位拉线位移，所述增速器连接所述第三舵机和所述舵向拉线，用于增大第三舵机行程，所述舵机控制器用于根据所述艇载控制器发送的控制指令控制所述第一舵机、第二舵机和/或第三舵机工作并根据所述油门拉线位移和档位拉线位移确定油门和档位状态。

在一可选实施例中，所述电气控制单元包括继电器驱动器、第一继电器、第二继电器和第三继电器，所述艇载控制器根据所述控制指令控制所述继电器驱动器驱动所述第一继电器、第二继电器和/或第三继电器，所述第一继电器用于控制发动机的电容放电式点火系统工作，所述第二继电器用于控制发动机的启动马达工作，所述第三继电器用于控制发动机自身电气系统的工作。

在一可选实施例中，所述电气控制单元还包括电流检测器，用于检测并发送发动机的启动电池充放电的电流流向，所述艇载控制器根据所述电流流向判断所述发动机是否正常工作。

在一可选实施例中，所述电气控制单元还包括光敏传感器，用于检测所述发动机的油压警报灯是否点亮，所述艇载控制器接收所述警报灯是否点亮信号判断发动机是否缺机油。

在一可选实施例中，还包括与所述艇载控制器连接的艇载任务载荷设备扩展接口单元，用于接收艇载任务设备发送的任务数据信息。

在一可选实施例中，所述艇载通信单元包括艇载主通信单元，所述艇载主通信单元包括艇载数传电台和艇载图传电台，所述艇载数传电台用于接收远程控制指令以及发送所述位置导航信息和发动机状态信息，所述艇载图传电台用于发送所述艇载任务设备发送的任务数据信息，以使所述远程控制系统接收到所述任务数据信息；所述图传电台还用于在所述数传电台故障失效情况下接收远程控制指令以及发送所述位置导航信息和发动机状态信息。

在一可选实施例中，还包括应急控制器，所述艇载通信单元还包括艇载应急通信单元，所述艇载应急通信单元包括艇端自组网电台和艇端激光信号接收板，所述艇端自组网电台用于在应急状态使所述应急控制器接收到所述远程控制指令，所述应急控制器通过所述艇端自组网电台发送位置导航信息和发动机状态信息，以使所述程控制系统接收到所述导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息，所述艇端激光信号接收板，用于在所述艇端自组网电台失效时接收远程熄火控制指令，所述应急控制器用于根据所述熄火控制指令控制发动机熄火。

一种轻型舷外机艇的远程控制系统，其特征在于，包括远程控制器和远程通信单元，所述远程控制器用于发送远程控制指令，所述远程通信单元用于将所述远程控制指令发送给艇载通信单元，以使艇载控制器根据所述控制指令控制所述电气控制单元控制发动机的电气接口，控制舵机推拉控制拉线以控制油门、档位和/或舵向，所述远程通信单元还用于接收所述艇载控制器通过所述艇载通信单元发送的位置导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息。

在一可选实施例中，所述远程通信单元包括远程主通信单元，所述远程主通信单元包括远程数传电台和远程图传电台，所述远程数传电台用于发送远程控制指令，以使艇载数传电台接收所述远程控制指令，还用于接收所述艇载数传电台发送的位置导航信息和发动机状态信息，所述远程图传电台用于接收任务数据信息，所述任务数据信息由艇载任务设备通过艇载任务载荷设备扩展接口单元发送给所述艇载控制器，再由艇载图传电台发送给所述远程图传电台；所述远程图传电台还用于在所述远程数传电台故障失效情况下发送远程控制指令以及接收所述位置导航信息和发动机状态信息。

在一可选实施例中，所述远程通信单元还包括远程应急通信单元，所述远程应急通信单元包括远程自组网电台和激光信号发生器，所述远程自组网电台用于在应急状态下发送所述远程控制指令并接收所述位置导航信息和发动机状态信息，所述激光信号发生器用于在所述远程自组网电台失效时发送所述远程控制器的熄火控制指令。

在一可选实施例中，还包括便携式应急遥控器，用于在应急状态下发送远程控制指令。

一种轻型舷外机艇自动控制系统，包括轻型舷外机艇、艇端控制系统及远程控制系统，其特征在于：

所述轻型舷外机艇通过控制拉线控制油门、档位和/或舵向；

所述艇端控制系统包括艇载通信单元、艇载控制器、电气控制单元和机械控制单元，所述机械控制单元包括舵机，所述艇载控制器通过所述艇载通信单元接收远程控制指令，并根据所述控制指令控制所述电气控制单元控制发动机的电气接口，或控制所述舵机推拉所述控制拉线以控制油门、档位和/或舵向，所述艇载控制器还通过所述艇载通信单元发送位置导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息，以使远程控制系统接收到所述导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息；

所述远程控制系统包括远程控制器和远程通信单元，所述远程控制器用于发送远程控制指令，所述远程通信单元用于将所述远程控制指令发送给艇载通信单元接收所述位置导航信息及发动机状态信息。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明实施例提供的轻型舷外机艇艇端控制系统，通过在艇端设置控制器，根据远程控制指令控制舵机工作，舵机可以带动油门、档位、方向舵的拉线位移实现对发动机的油门、档位及舵向的控制，因为舷外机是机桨一体，改变油门可以改变螺旋桨的转速从而改变无人艇的航速，改变档位可以改变螺旋桨正转、停转和反转的工作状态从而改变无人艇前进、停航和后退的航行状态，改变舵向可以改变螺旋桨的推力方法从而改变无人艇的航行方向，所以实现了对舷外机油门、档位和方向舵的自动化控制就实现了对轻型舷外机艇航行的自动化控制；轻型舷外机艇发动机能源为汽油，成本低且续航能力强；

(2)本发明实施例提供的电气控制单元，将艇载控制器发送的供电、启动和紧急熄火指令，转换成继电器的控制信号，控制继电器的开合状态，实现供电、启动和紧急熄火的自动化控制，该功能单元部件简单，功能可靠且成本较低；

(3)利用轻型舷外机上电后有小电流从启动电池供向舷外机，启动时有大电流供向舷外机，启动后有电流从舷外机供向启动电池(为蓄电池充电)的特性，艇载控制器根据检测模块检测到的电流大小和方向可以自动判断轻型舷外机所处的工作状态；

(4)本发明实施例提供的检测模块通过光敏器件检测报警灯是否点亮，并将检测信号实时发送给艇载控制器，实现对轻型舷外机缺机油信号的自动检测；

(5)本发明实施例的载荷设备扩展接口单元，增加的所述艇端控制系统的开放性，使得配备本控制系统的艇，不需要额外增加设备就可以扩展不同的任务载荷完成不同的作业任务；

(6)正常情况下数传传输控制指令和状态信息数据，图传传输任务载荷数据在功能上实现模块化管理；数传因故障不能正常传输数据时，图传可以兼容数传的功能传输载荷任务数据的同时传输控制指令和状态信息数据，即图传做数传的热备份，提高了系统的可靠性；

(7)通过增加应急控制器和应急通信单元作为艇载控制器和艇载通信单元的冗余备份，在所述艇载控制器和艇载通信单元出现问题不能正常工作的情况下，通过应急控制器和应急通信单元依然可以实施有效控制，避免因无法控制导致艇失踪。

附图说明

图1是本发明实施例提供的轻型舷外机接口示意图；

图2为本发明实施例提供的自动控制系统示意图；

图3为本发明实施例提供的无线链路组成示意图；

图4为本发明实施例提供的远程控制系统主系统示意图；

图5为本发明实施例提供的远程控制系统应急系统示意图；

图6为本发明实施例提供的艇端控制系统示意图。

具体实施方式

以下通过实施例可以进一步理解本发明，但不能限制本发明的内容。该领域的技术熟练人员可根据上述本发明内容对本发明作一些非本质的改进和调整。

本发明实施例提供了一种轻型舷外机艇艇端控制系统，所述轻型舷外机艇通过控制拉线控制油门、档位和/或舵向，所述艇端控制系统包括艇载通信单元、艇载控制器、电气控制单元和机械控制单元，所述机械控制单元包括舵机，所述艇载控制器通过所述艇载通信单元接收远程控制指令，并根据所述控制指令控制所述电气控制单元控制发动机的电气接口，控制所述舵机推拉所述控制拉线以控制油门、档位和/或舵向，所述艇载控制器还通过所述艇载通信单元发送位置导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息，以使远程控制系统接收到所述导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息。

具体地，参见图1，本发明实施例中，所述轻型舷外机艇优选航速低于10节的轻型舷外机艇，轻型舷外机指马力在20匹以下，档位、油门和舵(机械接口)是通过机械拉线控制的一类非数控舷外机，通常情况下，舵向控制是人旋转方向盘带动舵向拉线实现，油门和档位控制是人操纵油门和档位操控杆带动油门和档位拉线实现；如图1所示，轻型舷外机艇的电气接口可以包括启动电池、发电机、自身电气系统供电接口、启动马达、CDI(电容放电式点火系统)以及机油油压警报灯等，通常情况下，轻型舷外机的供电和启动都是通过人旋转启动钥匙控制大功率开关实现，紧急熄火通过人触发急停开关实现，工作状态是通过人的感官进行判断的；

所述发动机状态信息可以包括供电状态、启动状态、油门状态及档位状态等信息；所述位置导航信息可以由艇身自带的定位导航系统确定也可以由系统自带的导航单元确定，可以包括实时位置、航向和航速等信息；所述远程控制指令可以包括启动、通电、熄火等电气控制指令还可以包括油门控制、档位控制或舵向控制等机械控制指令；

本发明实施例提供的轻型舷外机艇艇端控制系统，通过在艇端设置控制器，根据远程控制指令控制舵机工作，舵机可以带动油门、档位、方向舵的拉线产生位移实现对发动机的油门、档位及舵向的控制，从而实现对轻型舷外机艇的自动化航行控制；轻型舷外机艇发动机能源为汽油，成本低且续航能力强。

在一可选实施例中，所述控制拉线包括油门拉线、档位拉线及舵向拉线，所述机械控制单元包括舵机控制器、第一舵机、第二舵机、第三舵机、第一位移传感器、第二位移传感器及增速器，所述第一舵机用于推拉所述油门拉线以控制油门，所述第二舵机用于推拉所述档位拉线以控制档位，所述第三舵机用于控制舵向拉线以控制舵向，所述第一位移传感器与所述油门拉线连接，用于检测并发送所述油门拉线的位移，所述第二位移传感器与所述档位拉线连接，用于检测并发送所述档位拉线位移，所述增速器连接所述第三舵机和所述舵向拉线，用于增大第三舵机行程，所述舵机控制器用于根据所述艇载控制器发送的控制指令控制所述第一舵机、第二舵机和/或第三舵机工作并根据所述油门拉线位移和档位拉线位移确定油门和档位状态。

本发明实施例提供的机械控制单元的舵机控制器将艇载控制器发送的油门、档位和舵向控制指令转换成驱动相应舵机的驱动信号，驱动舵机做机械运动带动相应拉线运动，从而实现对轻型舷外机的油门、档位和舵向的自动控制。此外，第一位移传感器和第二位移传感器实时检测油门和档位拉线的位移并反馈给舵机控制器，实现反馈控制，提高了机械驱动单元对轻型舷外机油门和档位的控制精度；增速器扩大了第三舵机的行程，实现对舵向的大范围机动控制。

在一可选实施例中，所述电气控制单元包括继电器驱动器、第一继电器、第二继电器和第三继电器，所述艇载控制器根据所述控制指令控制所述继电器驱动器驱动所述第一继电器、第二继电器和/或第三继电器，所述第一继电器用于控制发动机的电容放电式点火系统工作，使能点火或控制熄火，所述第二继电器用于控制发动机的启动马达工作，启动马达通电执行点火动作、断电不执行点火动作，所述第三继电器用于控制发动机自身电气系统的工作(通断电)。

本发明实施例提供的电气控制单元，将艇载控制器发送的供电、启动和紧急熄火指令，转换成继电器的控制信号，控制继电器的开合状态，实现供电、启动和紧急熄火的自动化控制。

在一可选实施例中，第二继电器控制启动马达工作时，需要发动机的启动电池进行快速大电流放电，启动电池充电是发动机启动后带动自身的发电机产生电能并输出，给启动电池充电，所述电气控制单元还包括电流检测器，用于检测并发送发动机启动电池充放电的电流流向，所述艇载控制器根据所述电流流向判断所述发动机是否正常工作。

利用轻型舷外机上电后有小电流从启动电池供向舷外机，启动时有大电流供向舷外机，启动后有电流从舷外机供向启动电池(为蓄电池充电)的特性，艇载控制器根据检测模块检测到的电流大小和方向可以自动判断轻型舷外机所处的工作状态。

在一可选实施例中，所述电气控制单元还包括光敏传感器，用于检测所述发动机的油压警报灯是否点亮，所述艇载控制器接收所述警报灯是否点亮信号判断发动机是否缺机油。

通常情况下，轻型舷外机都是通过人观测油压报警灯是否点亮来判断是否缺机油。本发明实施例提供的检测模块通过光敏器件检测报警灯是否点亮，并将检测信号实施发送给艇载控制器，实现对轻型舷外机缺机油信号的自动检测。

在一可选实施例中，本发明提供的艇端控制系统，还包括与所述艇载控制器连接的艇载任务载荷设备扩展接口单元，用于接收艇载任务设备发送的任务数据信息。

具体地，所述艇载任务载荷设备扩展接口单元可以包括网口、RS232口、RS485口、NMEA0183口、CAN口五种艇上任务载荷常用通信接口和VGN、DVI-D两种常用视频设备接口，用于根据需要扩展光电、声呐、雷达、气象监测、水文监测、水质监测等不同的任务载荷的艇端设备(任务设备)；

本发明实施例的载荷设备扩展接口单元，增加的所述艇端控制系统的开放性，使得配备本控制系统的艇，不需要额外增加设备就可以扩展不同的任务载荷完成不同的作业任务。

在一可选实施例中，所述艇载通信单元包括艇载主通信单元，所述艇载主通信单元包括艇载数传电台和艇载图传电台，所述艇载数传电台用于接收远程控制指令以及发送所述位置导航信息和发动机状态信息，所述艇载图传电台用于发送所述艇载任务设备发送的任务数据信息，以使所述远程控制系统接收到所述任务数据信息；所述图传电台还用于在所述数传电台故障失效情况下接收远程控制指令以及发送所述位置导航信息和发动机状态信息。

正常情况下数传传输控制指令和状态信息数据，图传传输任务载荷数据在功能上实现模块化管理；数传因故障不能正常传输数据时，图传可以兼容数传的功能传输载荷任务数据的同时传输控制指令和状态信息数据，即图传做数传的热备份，提高了系统的可靠性。

在一可选实施例中，艇端控制系统还包括应急控制器，所述艇载通信单元还包括艇载应急通信单元，所述艇载应急通信单元包括艇端自组网电台和艇端激光信号接收板，所述艇端自组网电台用于在应急状态使所述应急控制器接收到所述远程控制指令，所述应急控制器通过所述艇端自组网电台发送位置导航信息和发动机状态信息，以使所述程控制系统接收到所述导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息，所述艇端激光信号接收板，用于在所述艇端自组网电台失效时接收远程熄火控制指令，所述应急控制器用于根据所述熄火控制指令控制发动机熄火。

通过增加应急控制器和应急通信单元作为艇载控制器和艇载通信单元的冗余备份，在所述艇载控制器和艇载通信单元出现问题不能正常工作的情况下，通过应急控制器和应急通信单元依然可以实施有效控制，避免因无法控制导致艇失踪。

本发明实施例还提供了一种轻型舷外机艇的远程控制系统，包括远程控制器和远程通信单元，所述远程控制器用于发送远程控制指令，所述远程通信单元用于将所述远程控制指令发送给艇载通信单元，以使艇载控制器根据所述控制指令控制所述电气控制单元控制发动机的电气接口，或控制舵机推拉控制拉线以控制油门、档位和/或舵向，所述远程通信单元还用于接收所述艇载控制器通过所述艇载通信单元发送的位置导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息。

在一可选实施例中，所述远程通信单元包括远程主通信单元，所述远程主通信单元包括远程数传电台和远程图传电台，所述远程数传电台用于发送远程控制指令，以使艇载数传电台接收所述远程控制指令，还用于接收所述艇载数传电台发送的位置导航信息和发动机状态信息，所述远程图传电台用于接收任务数据信息，所述任务数据信息由艇载任务设备通过艇载任务载荷设备扩展接口单元发送给所述艇载控制器，再由艇载图传电台发送给所述远程图传电台；所述远程图传电台还用于在所述远程数传电台故障失效情况下发送远程控制指令以及接收所述位置导航信息和发动机状态信息。

在一可选实施例中，所述远程通信单元还包括远程应急通信单元，所述远程应急通信单元包括远程自组网电台和激光信号发生器，所述远程自组网电台用于在应急状态下发送所述远程控制指令并接收所述位置导航信息和发动机状态信息，所述激光信号发生器用于在所述远程自组网电台失效时发送所述远程控制器的熄火控制指令。

在一可选实施例中，还包括便携式应急遥控器，用于在应急状态下发送远程控制指令。

通过设置便携式应急遥控器，便于随时给无人艇进行应急控制。

具体地，本发明实施例中远程控制器可以通过获取用户对触控显示器、推拉杆、操控杆等装置的操作信息来确定并发送远程控制指令，还可以通过所述触控显示器显示接收到的位置导航信息及发动机状态信息；便携式应急遥控器可以包括指令键盘、单片机、显示屏和电池，电池为便携式应急遥控器供电，单片机连接指令键盘、显示屏和应急通信单元，对指令键盘输入的指令进行编码处理后经应急通信单元传输给艇端的应急控制系统可以通过指令键盘快速获取用户的控制指令。

本发明实施例提供的远程控制系统用于与上述艇端控制系统进行通信，实现轻型舷外机艇的自动控制，其配置与艇端控制系统相适应，具体描述及效果参见艇端控制系统，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种轻型舷外机艇自动控制系统，包括轻型舷外机艇、艇端控制系统及远程控制系统，所述轻型舷外机艇通过控制拉线控制油门、档位和/或舵向；所述艇端控制系统包括艇载组合导航单元、艇载通信单元、艇载控制器、电气控制单元和机械控制单元，所述艇载组合导航单元实时检测无人艇的航行状态产生位置导航信息并发送给所述艇载控制器，所述机械控制单元包括舵机，所述艇载控制器通过所述艇载通信单元接收远程控制指令，并根据所述控制指令控制所述电气控制单元控制发动机的电气接口，或控制所述舵机推拉所述控制拉线以控制油门、档位和/或舵向，所述艇载控制器还通过所述艇载通信单元发送位置导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息，以使远程控制系统接收到所述导航信息及所述电气控制单元和机械控制单元反馈的发动机状态信息；所述远程控制系统包括远程控制器和远程通信单元，所述远程控制器用于发送远程控制指令，所述远程通信单元用于将所述远程控制指令发送给艇载通信单元接收所述位置导航信息及发动机状态信息。

本发明实施例提供的艇端控制系统及远程控制系统分别由上述艇端控制系统实施例和远程控制系统实施例提供，详细描述参见上述实施例。

本发明实施例提供的轻型舷外机艇自动控制系统，通过发送远程控制指令，使艇端设置控制器根据远程控制指令控制舵机工作，舵机可以带动油门、档位、方向舵的拉线位移实现对发动机的油门、档位及舵向的控制，从而实现对轻型舷外机艇的自动化控制；轻型舷外机艇发动机能源为汽油，成本低且续航能力强。

以下为本发明的一个具体实施例：

本发明提供了一种轻型舷外机艇自动控制系统，包括轻型舷外机艇、设置在艇上的艇端控制系统及设置在陆上遥控站的远程控制系统。

所述轻型舷外机艇配备马力在20匹以下，航速低于10节，档位、油门和舵是通过机械拉线控制的非数控低成本艇，其电气接口和机械接口如图1所示，机械接口为拉线，电气接口为模拟开关量。

本实施例中，艇端控制系统包括艇载组合导航单元、艇载主通信单元、艇载应急通信单元、艇载控制器、应急控制器、电气控制单元和机械控制单元，远程控制系统包括远程控制器、便携式应急遥控器、远程主通信单元和远程应急通信单元；如图2和6所示，艇载组合导航单元、艇载主通信单元、艇载控制器、所述电气控制单元和机械控制单元形成艇端控制系统的主系统，艇载组合导航单元、艇载应急通信单元、应急控制器、所述电气控制单元和机械控制单元形成艇端控制系统的应急系统；远程控制器、远程主通信单元形成远程控制系统的主系统，便携式应急遥控器和远程应急通信单元形成远程控制系统的应急系统；两端主系统之间通过主通信单元形成的主链路进行通信，应急系统之间通过应急通信单元形成的应急链路通信；主链路用于正常作业情况下的指令和状态信息的交互，应急链路连接用于主链路或主控系统失效的情况下对无人艇进行应急控制。

远程控制系统采集操控人员的操控指令，通过无线链路(主链路或应急链路)将采集到的指令发送给艇端控制系统并且实时接收并显示艇端控制系统反馈的无人艇(发动机)状态信息；艇端控制系统根据接收到的远程控制指令或者自身导航解算的指令对舷外机的档位、油门和舵进行操控实现对无人艇的遥控和自主航行控制，同时实时采集无人艇的状态信息并通过无线链路将状态信息发送远程控制系统，状态信息为舷外机的启停、档位、油门、舵角、无人艇的实时位置、航向和航速等信息。

如图3所示，主链路由远程数传电台和艇端数传电台以及远程图传电台和艇端图传电台构成，数传电台用于传输控制指令和状态信息。图传电台的用途一是做数传电台的备份链路，在数传故障失效后传输控制指令和状态信息，用途二是为扩展的数据量比较大的任务载荷提供足够的无线数据传输带宽。应急链路由自组网电台和激光通信单元组成，连接便携式遥控器和艇端的应急控制器，传输两个系统间的应急控制指令和反馈的状态信息。激光通信单元由便携式遥控器端的激光信息发生器和艇端的激光信号接收板组成，发生器只能发出激光信号，接收板只能接收发生器发出的激光信号，激光通信单元仅用于主链路和应急链路的自组网电台同时失效情况下向无人艇发送熄火停艇指令。

如图4所示，远程控制器由控制计算机、触控显示器、急停按键、四自由度操控杆、油门推杆和电源模块组成，控制计算机预先装载有无人艇作业区域电子地图；控制计算机连接触控显示器、急停按键、四自由度操控杆、油门推杆和任务载荷设备扩展单元和图传数传链路，用于综合数据处理；四自由度操控杆通过前、后、左、右四个自由度分别产生前进挡、后退挡、左打舵和右打舵指令且指令实时传输给控制计算机；油门推杆有前推后拉两个自由度，对油门推杆的前推和后拉操作分别产生加油门和减油门控制指令，且指令实时传输给控制计算机；触控显示器的显示屏分状态显示区、地图显示区和指令操控区三部分，状态显示区以数字形式实时显示舷外机的档位、油门、舵角和无人艇航速信息，地图显示区在地图上实时显示无人艇的位置和航向信息并利用触控功能在地图上选点进行规划航迹，指令操控区用于通过触控方式产生舷外机启/停、航迹装订和自主跟踪航迹指令，并将产生的指令实时发送给控制计算机；任务载荷设备扩展单元集成了网口、RS232口、RS485口、NMEA0183口、CAN口五种艇上任务载荷岸基端常用通信接口和VGN、DVI-D两种常用视频设备接口，用于根据需要扩展光电、声呐、雷达、气象监测、水文监测、水质监测等不同的任务载荷的岸基端设备；急停按键用于紧急情况产生一键停机控制指令；电源模块用于为整个远程控制系统主系统供电。

如图5所示便携式应急遥控器由指令键盘、单片机、显示屏和电池组成；电池为便携式应急遥控器供电，单片机连接指令键盘、显示屏和应急链路的遥控器端，对指令键盘输入的指令进行编码处理后经应急链路传输给艇端应急控制器；指令键盘由启/停、前、空、后、加、减、左、右8个指令按键和1个开关按键构成，启/停键盘用于控制舷外机启动或停机，前、空、后键对应舷外机的前进挡、空挡和后退挡，加、减键对应发动机的油门增和油门减，左、右键对应舷外机的左打舵和右打舵，开关按键用于控制便携式应急遥控器的开关机，便携式应急遥控器开机时会自动通过应急链路向艇端应急控制器发送开机指令，关机时也会自动通过应急链路向艇端应急控制器发送关机指令；显示屏用于显示舷外机当前的启停、挡位、油门和舵角状态参数。

如图6所示艇端控制器由组合导航单元和主控制计算机组成，主控制计算机连接各单元(包括电气控制单元和机械控制单元)和主链路的艇端图传、数传电台，用于信息的综合处理；所述组合导航单元实时监测无人艇的位置、航向和航速信息，并传输给控制计算机，控制计算机将接收到的位置、航向和航速信息通过无线链路的主链路发送给远程控制系统的同时还用于自身导航解算；所述任务载荷扩展接口单元集成了网口、RS232口、RS485口、NMEA0183口、CAN口五种艇上任务载荷常用通信接口和VGN、DVI-D两种常用视频设备接口，用于根据需要扩展光电、声呐、雷达、气象监测、水文监测、水质监测等不同的任务载荷的艇端设备；所述电气控制单元连接主控计算机和轻型舷外机的电气接口；所述机械控制单元连接主控计算机和轻型舷外机的机械接口。

艇端应急系统和主系统共用组合导航单元、电气控制单元和机械控制单元；应急处理器连接应急无线链路的艇端自组网电台和激光信号接收机，用于对信息进行综合处理。

电气控制单元，由电流检测器、光敏传感器、继电器驱动器及其驱动的三个继电器(继电器1、继电器2和继电器3)组成；光敏传感器连接控制计算机和轻型舷外机的机油油压报警灯用于监测油压的报警情况；继电器1连接继电器驱动和轻型舷外机的CDI，用于根据控制指令使能控制轻型舷外机使能点火和控制熄火；继电器2连接继电器驱动和轻型舷外机的启动马达，用于根据控制指令控制启动马达的通断电，通电执行点火动作，断电不执行点火动作；继电器3连接继电器驱动和轻型舷外机的自身电气系统供电接口，用于根据控制指令控制轻型舷外机电气系统的通断电；电流检测器连接轻型舷外机启动电池充放电导线和主艇控系统的主控计算机以及应急辅助控制系统的应急控制处理器，将检测到的电流流向信号同时传送给主控计算机和应急控制处理器；继电器驱动连接三个继电器的同时连接主控计算机和应急处理器，向两者同时反馈舷外机电气状态信息的同时，可根据两者下发的控制指令驱动相应的继电器实现不同的控制功能，应急控制处理器下发指令的优先级高于主控计算机下发的指令。

机械控制单元，由舵机控制器及其控制的三个舵机(舵机1、舵机2和舵机3)、增速器和两个拉线位移传感器(拉线位移传感器1和拉线位移传感器2)组成；舵机1和拉线位移传感器1连接舵机控制器和轻型舷外机的油门拉线，舵机推拉油门拉线实现对轻型舷外机油门的控制，位移传感器实时检测油门拉线的推拉量并反馈给舵机控制器；舵机2和拉线位移传感器2连接舵机控制器和轻型舷外机的档位拉线，舵机推拉档位拉线实现对轻型舷外机档位的控制，位移传感器实时检测档位拉线的推拉量并反馈给舵机控制器；舵机控制器、舵机3、增速器和轻型舷外机的方向舵拉线依次连接，舵机3通过增速器推/拉方向舵拉线实现无人艇航向的控制；舵机控制器除连接舵机和拉线位移传感器外还连接主控计算机和应急处理器，向两者同时反馈油门、档位、舵向信息的同时，可根据两者下发的控制指令驱动相应的舵机实现不同的控制功能，应急处理器下发指令的优先级高于主控计算机下发的指令。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。