一种水质监测船、水质监测船控制系统及方法

1.本发明涉及水质监测船控制器实现技术领域，尤其涉及一种水质监测船、水质监测船控制系统及方法。


背景技术：

2.水质监测船作为一种具有特定用途的船舶，其以微型船只为基础，搭载水质监测的传感器，如:溶解氧、ph、电导率、温度等，利用gps自主导航或遥控导航，并将监测数据实时传输，其具有收放便捷、成本经济、数据准确等特点，因其技术特点，水质监测无人船在水库、城市内河水体监测方面具有明显的技术优势，将是未来水质监测的一个发展趋势。
3.然而，现有技术中的水质监测船基于环境适应力不强，整体的控制效果也欠佳。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种水质监测船、水质监测船控制系统及方法，用以解决或者至少部分解决现有技术中存在的环境适应力不强，整体的控制效果欠佳的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
6.第一方面提供了一种水质监测船，包括：
7.通信模块，用于接收地面控制站发送的船舶航行信息和控制信息，并发送至整船域控制器；
8.船舶子系统，用于采集船舶自身状态信息和环境信息；
9.整船域控制器，包括数据输入模块，接口模块、控制模块和存储模块，其中，数据输入模块用于接收第一通信模块发送的船舶状态信息和控制信息，接口模块用于与船舶子系统，接收船舶自身状态信息和环境信息，控制模块用于根据接收的船舶状态信息和控制信息进行解算，并结合船舶自身状态信息和环境信息得到对应的航行控制指令，对水质监测船进行控制。
10.在一种实施方式中，控制模块包括整船模式管理模块、推进电机控制模块、水质监测仪控制模块、摄像头驱动控制模块和激光雷达云台控制模块，其中，整船模式管理模块包括自主巡航模式、远程遥控模式以及应急返航模式的控制，水质监测仪控制模块用于控制水质监测仪的采样深度和频率；摄像头驱动控制模块用于控制摄像头云台的转向和俯仰角，激光雷达云台控制模块用于控制激光雷达云台的转向和转速。
11.在一种实施方式中，船舶子系统包括摄像头、激光雷达、水质监测仪、推进电机、电调、惯导、dgps和电罗经。
12.在一种实施方式中，整船域控制器还包括输出模块，用于接收控制器模块输出的航行控制指令，航行控制指令通过can总线和flexray总线传输至船舶子系统。
13.基于同样的发明构思，本发明第二方面提供了一种水质监测船控制系统，包括第一方面所述的水质监测船，还包括地面控制站，地面控制站包括远程操纵台平台和地面站综合显示模块，其中，用于远程操纵台平台生成船舶航行信息和控制信息，地面站综合显示
模块用于对船舶状态数据和船舶航行环境信息进行显示。
14.在一种实施方式中，远程操纵台平台还用于对水质监测船的工作模式进行管理和控制。
15.在一种实施方式中，生成的船舶航行信息包括船舶航行的姿态信息、航行速度、水上环境感知状态、水质监测仪的状态信息，远程控制指令信号包括：航行速度、航向、水质监测仪的电机控制指令。
16.基于同样的发明构思，本发明第三方面提供了一种水质监测船控制方法，基于第二方面所述的系统实现，该控制方法为对推进电机的控制，控制方法包括：
17.远程操纵台平台设置水质监测船的工作模式，并将水质监测船的工作模式、船舶的航速和航向通过通信模块发送给整船域控制器；
18.整船域控制器根据水质监测船的工作模式控制船舶的推进电机工作在对应的功率等级，并根据接收的船舶的航速和航向进行解算，得到电调控制指令以及对应船舶速度信号，发送给推进电机控制器，当推进电机功率从高功率模式切换到低功率模式时，推进电机控制器通过降低推进电机的转速，使得推进电机功率降低，从而使得推进电机的输出功率下降。
19.一种水质监测船控制方法，基于第二方面所述的系统实现，该控制方法为对水质监测仪的控制，控制方法包括：
20.地面站的远程操纵台平台设置水质监测船的工作模式为自主巡航模式，并将水质监测船的工作模式、船舶的航速和航向通过通信模块发送给整船域控制器；
21.整船域控制器根据水质监测船的工作模式、船舶的航速和航向解算出船舶的推进电机控制指令和水质监测仪的控制指令，水质监测仪控制器根据水质监测仪的控制指令自动调整采样间隔和频率；
22.整船域控制器将dgps信息和水质监测仪监测的水质信息进行对准处理，并对水质情况进行标记，并将水质信息和水质取样点的经纬度信息进行叠加，将其推送至地面站，通过地面站综合显示模块进行显示。
23.一种水质监测船控制方法，基于第二方面所述的系统实现，该控制方法为对环境感知系统的控制，环境感知系统包括摄像头和激光雷达，控制方法包括：
24.地面站的远程操纵台平台设置水质监测船的工作模式为自主巡航模式；
25.在自主巡航模式下，整船域控制器接收摄像头和激光雷达采集的图像数据和激光雷达数据，对图像数据和激光雷达数据进行融合，根据数据融合的结果对水上目标进行识别，并根据识别的结果进行避障判断。
26.相对于现有技术，本发明的优点和有益的技术效果如下：
27.本发明提供的一种水质监测船，通过通信模块实现船端与地面站的双向通信，通过船舶子系统采集船舶自身状态信息和环境信息，整船域控制器通过数据输入模块用于接收船端发送的船舶状态信息和控制信息，通过接口模块接收水质监测船的运行状态信息和环境信息，控制模块根据接收的船舶状态信息和控制信息进行解算，并结合船舶自身状态信息和环境信息得到对应的航行控制指令，对水质监测船进行控制，由于综合考虑了船舶自身状态信息和环境信息，从而提高了环境适应能力，并且对接收船端的船舶状态信息和控制信息进行解算，从而可以得到准确性的控制指令，提高了整体的控制效果。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例中整船域控制器架构图；
30.图2为本发明实施例中水质监测船控制系统的结构图；
31.图3为本发明实施例中整船域控制器与推进电机动力控制示意图。
具体实施方式
32.本发明提供了一种水质监测船、水质监测船控制系统及方法，通过整船域控制器控制模块根据接收的船舶状态信息和控制信息进行解算，并结合船舶自身状态信息和环境信息得到对应的航行控制指令，对水质监测船进行控制，由于综合考虑了船舶自身状态信息和环境信息，从而提高了环境适应能力，并且对接收船端的船舶状态信息和控制信息进行解算，从而可以得到准确性的控制指令，提高了整体的控制效果。
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例一
35.本发明实施例提供了一种水质监测船，包括：
36.通信模块，用于接收地面控制站发送的船舶航行信息和控制信息，并发送至整船域控制器；
37.船舶子系统，用于采集船舶自身状态信息和环境信息；
38.整船域控制器，包括数据输入模块，接口模块、控制模块和存储模块，其中，数据输入模块用于接收第一通信模块发送的船舶状态信息和控制信息，接口模块用于与船舶子系统连接，接收船舶自身状态信息和环境信息，控制模块用于根据接收的船舶状态信息和控制信息进行解算，并结合船舶自身状态信息和环境信息得到对应的航行控制指令，对水质监测船进行控制。
39.具体实施过程中，整船域控制器通过接口模块连接各船舶子系统，并通过通信模块与地面站进行通信。
40.在一种实施方式中，控制模块包括整船模式管理模块、推进电机控制模块、水质监测仪控制模块、摄像头驱动控制模块和激光雷达云台控制模块，其中，整船模式管理模块包括自主巡航模式、远程遥控模式以及应急返航模式的控制，水质监测仪控制模块用于控制水质监测仪的采样深度和频率；摄像头驱动控制模块用于控制摄像头云台的转向和俯仰角，激光雷达云台控制模块用于控制激光雷达云台的转向和转速。
41.具体来说，整船域控制器包括针对多个水质监测船自主巡航模式、远程遥控模式、应急返航模式进行对应控制的模块，用于实现水质监测船不同模式下的船舶控制；
42.整船域控制器根据地面站发出的控制信息，结合船舶自身状态监测信息进行相应
的控制。
43.如图1所示，整船域控制器主要包括三大模块
44.模块一为接口模块，主要包括各种用于输入输出设备连接的接口，接入信息主要包括地面站的指令信息、航行信息和船舶自身状态信息，其中，地面的指令信息和航行信息来自于地面站的远程操纵平台和地面站综合显示模块这二个子系统。地面的控制信息和航行信息通过通信模块输入到整船域控制器，地面站可以接收到整船域控制器发出控制指令以及整船实时状态信息，然后通过地面站综合显示模块对整船状态数据进行显示；远程操纵平台则用于对船舶航行状态进行控制；船舶自身状态信息主要包括摄像头、激光雷达、惯导、dgps、电罗经、电调、电机、水质监测仪、通信设备等的采集信息和反馈信号，用于整船域控制器进行船舶状态的监测。
45.模块二为控制模块，控制模块包括整船模式管理模块、自主巡航模块、远程控制模块、应急返航模块、摄像头云台控制模块、激光雷达云台控制模块、左右推进电机控制模块、水质监测仪控制模块、系统状态监控模块、应急管理模块、故障诊断等功能模块。主要负责对船舶航行控制和水质监测应用的控制，自主巡航模块控制水质监测船实现自主巡航水质监测功能，根据设定的航行线路，控制左右推进电机的转速大小，实现船舶的航行和转向等。远程控制模块主要用于实现远程操纵员对水质监测船的远程遥控，包括船舶航行控制和水质监测仪的远程控制，通过摄像头和激光雷达组成的环境感知系统来实现自主巡航模式和远程遥控模式下的水上动、静态障碍物的识别与避让。控制模块对远程操纵平台发送的指令信息进行解算，处理各子系统所需执行的控制指令。该控制指令通过硬线/can网络传递给各子系统控制器节点，所述子系统控制器为船舶各执行节点对应的控制器，用于执行整船域控制器的控制指令。
46.船舶子系统包括对应的子系统控制器，主要包括惯导驱动控制模块、dgps驱动控制模块、电罗经驱动控制模块、左右电子调速器驱动控制模块，主要完成整船控制器下发的相关控制指令，并实时反馈其所控节点的状态信息。
47.模块三为存储模块，主要负责存储船舶航行状态数据和水质监测数据，存储的信息包括船舶航迹经纬度信息、船舶航行速度信息、船舶航向信息、船舶摄像头采集信息、水质监测仪采集信息。
48.作为可选，控制模块还包括整船模式管理子模块，用于实现自主巡航模式、远程遥控模式、应急返航模式不同模式间的切换；此外，整船模式管理子模块还包括模式识别开关，用于识别当前运行模式。
49.在一种实施方式中，船舶子系统包括摄像头、激光雷达、水质监测仪、推进电机、电调、惯导、dgps和电罗经。
50.船舶子系统包括对应的控制器，具体包括电机调速控制器、水质监测仪控制器、摄像头控制器、激光雷达控制器、惯导控制器、dgps控制器、电罗经控制器、通讯电台控制器、4g\5g控制器。
51.在一种实施方式中，整船域控制器还包括输出模块，用于接收控制器模块输出的航行控制指令，航行控制指令通过can总线和flexray总线传输至船舶子系统。
52.实施例二
53.基于同样的发明构思，本实施例提供了一种水质监测船控制系统，包括第一方面
所述的水质监测船，还包括地面控制站，地面控制站包括远程操纵台平台和地面站综合显示模块，其中，用于远程操纵台平台生成船舶航行信息和控制信息，地面站综合显示模块用于对船舶状态数据和船舶航行环境信息进行显示。
54.请参见图2，为本发明实施例中水质监测船控制系统的结构图；
55.具体来说，地面站综合显示模块包括自主巡航、远程控制、应急返航等状态显示和综合状态显示等。地面操纵员通过人机综合显示模块对船舶状态进行实时监测，地面操纵台包括船舶工作模式选择，水质监测仪的操纵，摄像头、激光雷达云台的操纵，船舶的电源开关，船舶航行速度的调整、船舶航行方向的调整，地面操纵员通过综合使用操纵台中的操纵部件，在最高层实现正常航行和水质监测应用。地面操纵台上设置各种开关、模式切换按钮/开关、操纵杆、操作仪表等等，用于实现通过地面操纵台进行对整个水质监测船系统的控制。
56.在一种实施方式中，远程操纵台平台还用于对水质监测船的工作模式进行管理和控制。
57.在一种实施方式中，生成的船舶航行信息包括船舶航行的姿态信息、航行速度、水上环境感知状态、水质监测仪的状态信息，远程控制指令信号包括：航行速度、航向、水质监测仪的电机控制指令。
58.具体来说，水质监测船控制系统分为地面站和船端，船端为水质监测船，地面站包括远程操纵台平台和地面站综合显示模块。
59.其中，水质监测船的核心为整船域控制器，其包括数据输入模块，数据输入模块包括自主巡航航线规划信息(航信信息)、远程控制指令信号(控制信息)以及整船各子系统的船舶自身状态信息和环境信息。
60.自主巡航航线规划信息包括：航线范围，航线重叠度，航点坐标等。
61.远程控制指令信号包括：航行速度、航向、水质监测模块的电机控制指令等。
62.其中，自主巡航航线规划信息、远程控制指令信号包含地面站综合显示模块和远程操纵台二个子系统的信息，这些信息输入到整船域控制器中的控制模块中，并接收域控制器控制模块发出的船舶运动控制指令和船舶的实时状态信息。
63.在具体实施过程中，地面站综合显示模块具体对船舶状态数据和船舶航行环境信息进行显示，远程操纵台用于对于水质监测船的航行状态进行实时操纵，水质监测船的各系统的感知和状态信号主要包括摄像头、激光雷达、水质监测仪等感知信息，以及推进电机、电调、电罗经、dgps、惯导、4g\5g通信模块、数传图传通讯电台、电池电量监测模块等子系统反馈的状态信号，用于水质监测船整船域控制器进行整船状态的监测。
64.通过电台、4g\5g通信模块进行通信，地面站装有通信装置、水质监测船装有通信装置，远程操纵台将操纵人员的实时操纵信息转化为数字信息，通过通信装置发送到船端，船端接收到信号后在整船域控制器中进行解算，得出船舶执行机构所需的控制信号。
65.具体地，地面站综合显示模块显示的信息包括船岸通信质量信息、水质监测船状态显示信号以及航行环境显示信号。远程操纵平台的信息包括用于水质监测船的航行总体操纵信息、用于自主巡航操纵的自主巡航信息、用于远程遥控的远程实时操控信息、用于应急操纵的应急操纵信息、用于操纵环境感知摄像头的感知操纵信息、用于操纵水质监测仪的设备操纵信息、用于操纵船电系统的船电操纵信息。
66.远程操纵台是架设在岸基的实时操纵台，通过数字电台、4\5g通信装置和水质监测船进行双向通信。自主巡航信息的指令来自与地面综合显示站的规划，远程操纵台内部预装有各种操纵模块，可以根据情况进行模式切换，整船域控制器控制模块发出的船舶运动控制指令是直接对船舶的执行机构进行控制，船舶的实时状态信息通过电台传输到地面站进行综合显示，以供操纵人员进行判断。
67.进一步的，水质监测船的航行总体操纵信息包括水质监测船工作模式的选择信息、船载下位机和备用控制板的模式选择信息，电调的模式选择信息；所述的自主巡航信息包括电机挡位选择信号、电调信号、电罗经信号、dgps信号、惯导信号；所述的远程实时操控信息包括左电机转速信号、右电机转速信号；所述的应急操纵信息包括左电机转速信号、右电机转速信号、电调信号、通信质量信号；所述感知操纵信息包括摄像头云台角度控制信号、激光雷达云台角度信号；所述设备操纵信息包括水质监测仪的采样深度信号和采样频率信号；所诉的船电操纵信息包括船舶灯光信号、船舶总电源开关信号。
68.自主巡航控制模块用于控制水质监测船在水上航行，根据电机转速来进行航行、减速、转向以及通过设定的自主航行速度来控制电机的输出功率，在该过程中，整车域控制器根据自主巡航模式的需要直接控制惯导、dgps、电罗经模块，根据决策模块决策出的电机转速指令信号对驱动电机；远程遥控控制模块用于实现水质监测船的实时遥控控制，根据远程操纵台上的控制操作信号控制左电机输出功率和右电机输出功率，实现水质监测船按照远程操纵台的控制指令实现航行、减速、转向，水质监测船通过指令接收机接收远程操纵台的指令信号，传输到控制层，由控制层驱动电机实现对水质监测船的远程操控；
69.自主巡航控制模块是船舶根据环境和船舶状态和预设的航线进行自主航行，其输入是地面站规划的航行信息，通过通信装置发送到船舶，然后整船域控制器解算成航行控制指令(电机pwm波形，感知设备云台电机的指令信号等底层信号))。
70.远程控制模块是人工根据船舶状态信息和环境感知信息远程操纵，整船域控制器根据操纵数据实时解算成船舶执行机构控制的指令。远程控制模块是操纵台发送操纵指令，通过通信装置发送到船舶，然后整船域控制器解算成航行控制指令(电机pwm波形，感知设备云台电机的指令信号等底层信号)。自主巡航和远程控制二种模式可以通过地面控制站进行模式切换。
71.应急操纵控制模块是用来实现水质监测船在发生通信中断、信号干扰等应急情况下，触发应急返航模式，实现水质监测船的返航，在该模式下，域控制器的控制模块实时监测水质监测船和远程操作台及地面站的通信质量，若发生二次通信中断的情况下，域控制的控制模块出发应急操纵控制，通过预设的返航点，水质监测船实现应急返航操作，在应急返航过程中，若发现通信重新连接，则可通过远程操纵台再次对水质监测船进行远程遥控。
72.进一步的，所述的整船域控制器的控制模块还包括船舶模式管理子模块，用于实现水质监测船自主巡航、远程遥控、应急返航等不同模式间的切换。船舶模式管理子模块还包括模式识别模块，可以根据船舶状态信息识别当前的运行模式，并将当前的运行模式通过通信模块上传至地面站，并在地面站综合显示模块进行显示。
73.由于本发明实施例二所介绍的系统为包括本发明实施例一中水质监测船的系统，故而基于本发明实施例一所介绍的水质监测船，本领域所属人员能够了解该系统的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是包含本发明实施例一中水质监测船的系统都属于本发
明所欲保护的范围。
74.实施例三
75.基于同一发明构思，本发明还提供一种水质监测船控制方法，基于实施例二的系统实现，该控制方法为对推进电机的控制，控制方法包括：
76.远程操纵台平台设置水质监测船的工作模式，并将水质监测船的工作模式、船舶的航速和航向通过通信模块发送给整船域控制器；
77.整船域控制器根据水质监测船的工作模式控制船舶的推进电机工作在对应的功率等级，并根据接收的船舶的航速和航向进行解算，得到电调控制指令以及对应船舶速度信号，发送给推进电机控制器，当推进电机功率从高功率模式切换到低功率模式时，推进电机控制器通过降低推进电机的转速，使得推进电机功率降低，从而使得推进电机的输出功率下降。
78.请参见图3，为本发明实施例所述的整船域控制器与推进电机动力控制示意图。
79.具体实施过程中，整船域控制器根据速度指令解算成电机驱动所需的pwm波，通过高低电频信号驱动推进电机，从而控制电机转速。
80.船舶只有在自主巡航模式时才会工作允许推进电机工作在高功率等级模式；同时考虑到远程遥控模式下难以在水上进行稳定的动力控制，但可以根据远程操纵台的速度指令信息通过整船域控制器的控制模块对推进电机的转速进行直接控制，故将远程遥控模式下的推进电机的功率设定在低功率模式，从而保证水质监测的监测质量和船舶航行的安全。
81.基于同一发明构思，本发明还提供一种水质监测船控制方法，基于实施例二的系统实现，该控制方法为对水质监测仪的控制，控制方法包括：
82.地面站的远程操纵台平台设置水质监测船的工作模式为自主巡航模式，并将水质监测船的工作模式、船舶的航速和航向通过通信模块发送给整船域控制器；
83.整船域控制器根据水质监测船的工作模式、船舶的航速和航向解算出船舶的推进电机控制指令和水质监测仪的控制指令，水质监测仪控制器根据水质监测仪的控制指令自动调整采样间隔和频率；
84.整船域控制器将dgps信息和水质监测仪监测的水质信息进行对准处理，并对水质情况进行标记，并将水质信息和水质取样点的经纬度信息进行叠加，将其推送至地面站，通过地面站综合显示模块进行显示。
85.具体实施过程中，整船域控制器通过水质监测船工作的模式识别开关控制船舶的水质监测仪工作在对应的工作模式。在自主巡航模式下，地面站首先设置的水质监测船的航行速度和航行线路，并将设置的信息通过通信模块上传到整船域控制器上，整船域控制器中的控制模块解算出船舶的推进电机控制指令和水质监测仪的控制指令，水质监测仪控制器自动调整采样间隔和频率。然后整船域控制器的控制模块自动将dgps信息和水质监测信息进行对准处理，并对水质情况进行实时标记，并将水质情况和水质取样点的经纬度信息进行叠加，将其推送至地面站，地面站综合显示模块将其信息显示出来，以供指挥员进行判别。
86.具体地，本实施方式中整船域控制器中的控制模块具体是指域控制器的自主巡航控制模块，具体根据pid控制算法来进行解算得到控制参数。然后根据电机控制模型将得到
的控制参数转化为电机控制所需的pwm波型，从而得到推进电机的控制信号。解算得到的推进电机控制指令和水质监测仪的控制指令，作用控制船舶速度、航向及水质采样频率和采样深度。
87.在远程控制模式下，可以通过远程操纵台对水质监测船的航行速度、方向进行实时调整，同时，也可以通过远程操纵台的水质监测仪开关对水质监测仪的采样频率进行实时调整，对水质检测仪的启闭进行实时控制。在应急模式下，整船域控制器的控制模块对水质监测仪进行断电处理。
88.基于同一发明构思，本发明还提供一种水质监测船控制方法，基于实施例二的系统实现，该控制方法为对环境感知系统的控制，环境感知系统包括摄像头和激光雷达，控制方法包括：
89.地面站的远程操纵台平台设置水质监测船的工作模式为自主巡航模式；
90.在自主巡航模式下，整船域控制器接收摄像头和激光雷达采集的图像数据和激光雷达数据，对图像数据和激光雷达数据进行融合，根据数据融合的结果对水上目标进行识别，并根据识别的结果进行避障判断。
91.环境感知系统主要是指摄像头和激光雷达，主要用于辅助水质监测船对航行环境进行监测，整船域控制器通过水质监测船工作的模式识别开关控制船舶的水质监测仪工作在对应的工作模式。
92.在自主巡航模式下，摄像头和激光雷达将感知的原始数据通过接口输入到整船域控制器中的控制模块，通过控制模块中的多源数据融合识别子模块对输入数据进行融合处理，对水上目标进行识别，然后将识别后的结构数据传输到控制模块中的避碰模块中，实现自主巡航模式下的水质监测船的自主避碰功能。
93.具体地，在避碰模块中，对于水上静态目标，通过感知系统识别其与船之间的距离和方向，通过控制模块的决策模块计算出避让的路线，控制模块通过控制左右推进电机的转速实现转向避让，对于水上动态目标，通过感知系统识别其与水质监测船的相对速度、方向，通过计算最小会遇时间和最小会遇距离来识别出可能的碰撞区域，通过控制模块的决策模块计算出避让的路线，控制模块通过控制左右推进电机的转速实现速度避碰和转向避让。并且将处理后的结构数据通过通信模块传输到地面站，在地面站综合显示模块上进行可视化。
94.最小会遇时间是指根据当前的航行状态计算出的两艘船舶会遇的最近距离,而最小会遇距离则是到达该会遇位置的时间。
95.需要说明的是控制模块包含处理器，处理器上包含多源数据融合识别子模块、决策模块等。
96.在远程遥控模式下，与自主巡航模式不同的是，整船域控制器中的控制模块对于水上静态和动态障碍目标不会自主计算出避让的路线。对于静态障碍目标，控制模块设定的安全距离是4-5倍船舶长度，在达到安全距离后，控制模块会对推进电机的驱动控制模块进行控制，切断推进电机的动力输出，此时，水质监测船将无法向静态障碍目标方向移动，控制模块会屏蔽地面操纵站下达的前进指令，转向和倒车指令可以正常下发。对于动态目标，控制模块会将当前的可能的碰撞区域传输到地面站综合显示模块，以供操纵员进行判断，控制模块会对水质监测船的实时可达到区域进行计算，划定安全领域，当安全领域和可
能的碰撞区域发生重叠时，会触发安全预警，控制模块会屏蔽地面操纵站下达的前进指令，转向和倒车指令可以正常下发。
97.相对于现有技术，本发明所述的水质监测船整船域控制器功能实现的方法具有以下优势：
98.本发明是为充分发挥水质监测船在复杂水域及多种工作模式下的水质监测能力，根据水质监测船的特点，在设计整船域控制功能设计的基础上，完成了包括基于水质监测船功能需求的整船域控制器硬件接口设计、整船的工作模式切换和管理、推进电机的运动控制、水质监测仪的随动控制、感知系统的随动控制、整船的船电控制等基于智能无人艇特点的控制功能的开发，实现了水质监测船在不同航行环境和航行模式下的作业能力。
99.由于本发明实施例三所介绍的水质监测船控制系统为实施本发明实施例一中水质监测船控制方法所采用的系统，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该系统的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的系统都属于本发明所欲保护的范围。
100.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
101.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
102.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
103.显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。