1、USV的巨大潛力使得世界上多個(gè)國(guó)家對(duì) USV的研究日益火熱。在高度動(dòng)態(tài)和不可預(yù)測(cè)的海洋環(huán)境里，為了提高水面無(wú)人艇自身安全性及執(zhí)行任務(wù)的可靠性，對(duì)無(wú)人艇運(yùn)動(dòng)模態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)很有必要。本文提出了水面無(wú)人艇運(yùn)動(dòng)模態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的概念，有機(jī)結(jié)合多項(xiàng)硬件、軟件系統(tǒng)構(gòu)建了水面無(wú)人艇運(yùn)動(dòng)模態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)水面無(wú)人艇穩(wěn)性、快速性、操縱性、耐波性等四項(xiàng)性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。設(shè)計(jì)并制作了一艘含有防飛濺條的新型水面無(wú)人艇，通過(guò)系列試驗(yàn)對(duì)所設(shè)計(jì)的水面無(wú)人艇運(yùn)動(dòng)模態(tài)

2、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分別進(jìn)行了各項(xiàng)分系統(tǒng)、總系統(tǒng)的驗(yàn)證。根據(jù)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路制定了系統(tǒng)成功判定標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合試驗(yàn)具體情況，判定所設(shè)計(jì)的水面無(wú)人艇運(yùn)動(dòng)模態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作正常，系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功。具體工作如下：
　?。?）就構(gòu)建USV運(yùn)動(dòng)模態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所要涉及到的方法、原理、硬件儀器、所需條件等方面，結(jié)合市場(chǎng)調(diào)查和大量的文獻(xiàn)查找，進(jìn)行了論證。論證結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的USV運(yùn)動(dòng)模態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理正確、方案可行。
　?。?）提出了新型水面無(wú)人艇

3、的選型依據(jù)和創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，完成了艇模制作。分別給出了推進(jìn)系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程，確定了合適的主機(jī)、軸系、螺旋槳、舵葉和舵機(jī)。
　?。?）構(gòu)建了USV運(yùn)動(dòng)模態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)。采用PAC作為艇載核心控制器，導(dǎo)航定位系統(tǒng)由DGPS和三維電子羅盤(pán)組成，姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)由激光測(cè)距傳感器、微慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)測(cè)量?jī)xMTi構(gòu)成，數(shù)據(jù)傳輸采用無(wú)線(xiàn)數(shù)傳電臺(tái)，能源系統(tǒng)主要采用24V磷酸鐵鋰蓄電池及變壓器和1.5V5＃電池組，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采用PC電腦

4、。筆者對(duì)各類(lèi)設(shè)備和傳感器的工作原理進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述，通過(guò)反復(fù)測(cè)試，該硬件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以滿(mǎn)足需求。
　?。?）構(gòu)建了USV運(yùn)動(dòng)模態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)。包括：建立了USV穩(wěn)性、快速性、操縱性、耐波性相關(guān)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，基于遺傳算法確立了快速性、操縱性、耐波性等性能研究的系統(tǒng)辨識(shí)模型并基于VB6.0改編了系統(tǒng)辨識(shí)程序；基于VB.NET語(yǔ)言編寫(xiě)了USV運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)瘸绦颉?br>　　對(duì)USV運(yùn)動(dòng)模態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證

5、。由于USV設(shè)備布置固定后，在航行過(guò)程中重量重心不會(huì)發(fā)生變化，故初穩(wěn)性高度不會(huì)發(fā)生變化，所以對(duì)于水面無(wú)人艇穩(wěn)性性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以?xún)A斜試驗(yàn)結(jié)果作為參考，文中通過(guò)傾斜試驗(yàn)計(jì)算得出了初穩(wěn)性高度。分別進(jìn)行了水面無(wú)人艇快速性、耐波性、操縱性各分系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，驗(yàn)證了各分項(xiàng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能對(duì)所涉性能進(jìn)行正常的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。最后通過(guò)模擬USV在任務(wù)執(zhí)行中可能會(huì)出現(xiàn)的航行情況，進(jìn)行了水面無(wú)人艇運(yùn)動(dòng)模態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總的試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的水面無(wú)人艇運(yùn)