ARV故障诊断主元分析装置

摘要

本发明公开了一种ARV(Autonomous Remotely-operated Vehicle)水下机器人故障诊断主元分析方法与装置，包括传感器系统、嵌入式控制器、光端机及水面监控系统；所述传感器系统中的各类传感器与嵌入式控制器的信号输入端通过信号传输线连接，嵌入式控制器通过光纤与光端机的信号输入端连接，光端机的输出端与水面监控系统连接，主元分析故障诊断软件存储在水面监控系统中。本发明填补了直接服务于水下机器人可靠性控制技术的研究空白，兼顾了无缆自治水下机器人与缆控无人水下机器人特点，研究出了一种新型无人ARV故障诊断主元分析方法与装置，在这一领域实现了创新。

主权项

ARV(Autonomous Remotely‑operated Vehicle)故障诊断主元分析装置，其特征在于，包括传感器系统、嵌入式控制器、光端机及水面监控系统；所述传感器系统设置于水下机器人上，包括：深度传感器，用于测量水下机器人在水中的深度，并将测得的深度数据转变为深度电压信号；速度传感器，用于测量水下机器人的航行速度，并将测得的航行速度数据转变为速度电压信号；姿态传感器，用于测量水下机器人的水下姿态，并将测得的方向数据转变为姿态电压信号；声纳传感器，用于测量水下机器人前视环境，并将测得的图像数据转变为电压信号；光学成像传感器，用于测量水下机器人周围环境，并将测得的图像数据转变为电压信号；电池监控传感器，用于测量水下机器人电池组状态，并将电池组状态数据转变为电压信号；推进器监控传感器，用于测量水下机器人推进器转速，并将推进器转速数据转变为电压信号；所述嵌入式控制器安装于水下机器人上，嵌入式控制器的信号输入端与上述传感器的信号输出端连接，用于接收上述传感器发送过来的深度电压信号、速度电压信号、姿态电压信号、声纳电压信号、光学电压信号、电池状态电压信号、推进器状态电压信号；所述嵌入式控制器内部设有用于驱动传感器信号传输任务的通信模块；所述光端机设置有一对，分别安装在水面母船和水下机器人上，两个光端机之间通过光纤连接，通过RS‑485串口通信实现数据传输；位于水下机器人上的光端机的信号输入端与嵌入式控制器的信号输出端连接，水面母船上的光端机的信号输出端与水面监控系统连接，保证水下传感器信息传输到水面监控系统；所述水面监控系统安装在水面母船上，水面监控系统的内部设有传感器信号传输任务的通信模块、利用传感器历史数据进行训练并对水下机器人进行故障检测隔离的主元分析PCA模块、实现水下机器人系统故障检测的传感器信号平方预期误差SPE计算模块、完成水下机器人系统故障隔离的传感器信号平方预期误差SPEi计算模块。