基于嵌入式系统STM32的UUV通用运动控制层设计

为提高UUV分布式控制系统架构中运动控制层的通用性,依据分布式计算和模块化设计的原则,设计了一种基于嵌入式系统STM32的通用运动控制层架构;硬件电路设计以STM32F407ZGT6型芯片为核心微控制器,支持两路CAN总线进行层间通信和推进器控制,输出4路PWM进行舵机控制,对外提供多路RS232和RS485总线接口与各种传感器进行数据交互,并设计了一片IIC接口的掉电非易失EEPROM进行参数保存;软件设计实现CAN总线数据通信和X舵到十字舵的转换逻辑控制;经实验测试,该设计方案能够完成UUV的推进器推进功率控制和X舵的上下左右转向打舵控制,实现了与上层决策规划层进行1 Mbps速率的CAN总线数据通信;结果表明,该设计方案达到了运动控制层的设计目标,实现了具有较强通用性的UUV运动控制层设计.     

一种基于强化学习的指挥智能体控制方法

针对无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)如何进行任务分配、航路规划、指挥控制问题, 提出一种新的控制实现方法。搭建UUV 指挥智能体训练平台,设计学习训练所需的想定,进行状态设计、数据适配、 决策解析和规则库建立,选定近端策略优化(proximal policy optimization,PPO)强化学习算法进行训练,并进行应用 验证。结果表明：指挥智能体能有效对UUV 进行任务分配、航路规划、指挥控制;通过不断优化算法,可提高战胜 基于规则的传统控制方法的胜率。     

基于LoRa、蓝牙和安卓手机的AUV手柄遥控系统设计

为实现AUV手柄遥控模式不增加AUV无线电通信硬件开销,且为了实现该功能模式的低成本、易实现、全透明和自定义,设计了AUV手柄遥控指令经指控台中转的AUV手柄间接遥控方案;方案硬件上以安卓手机为遥控手柄,配套遥控手柄APP软件实现手柄操作,通过手机蓝牙与指控台计算机蓝牙进行近距离点对点连接,以蓝牙无线通信实现手柄遥控指令对指控台的传输,之后指控台通过LoRa无线通信实现手柄遥控指令对AUV的无线传输;方案试验验证环节以Arduino开发板模拟指控台,结合无线蓝牙收发模块接收手机遥控手柄发来的遥控指令,实现了10米间距20Hz数据帧蓝牙通信,结合LoRa模块进行遥控指令的无线发送,以AUV无线通信板进行LoRa接收,并对收到的遥控指令进行解析和执行,实现了1000米间距9600bps速率的LoRa通信;最终通过点灯试验、打舵试验和推进器试验证明了该设计方案链路完整可行并应用到工程实践。