(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111606621.0 (22)申请日 2021.12.26 (71)申请人 中国船舶工业系统工程研究院 地址 100094 北京市海淀区丰贤东路1号 (72)发明人 韩玮　梁旭　谢杨柳　曾江峰　 陈骁　张馗　王千一　马向峰　 陈卓　郭晓晔　王伟　董钉　李哲　 胥凤驰　骆福宇　王一帆　刘如磊　 王子帅　吴与伦　宋胜男　董洁琳　 许埔宁　王伟蒙　 (74)专利代理 机构 中国船舶专利中心 1 1026 专利代理师 李朝翠 (51)Int.Cl. B63B 71/10(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 无人艇测试系统及方法 (57)摘要 本发明提供了一种无人艇测试系统及方法， 所述系统包括内场测试分系统和外场测试分系 统； 所述内场测试分系统用于通过构建多种环境 和目标的模拟场景， 以实现无人艇海 上航行和执 行任务过程的等效测试； 所述外场测试分系统用 于构建海上试验场以进行外场测试项目， 以及对 内场的测试结果进行验证。 本发 明通过内场测试 分系统和外场测试分系统， 实现了无人艇海上航 行和执行任务过程的等效测试， 同时也构建了海 上试验场以进行外场测试项目， 并能够通过海上 试验场对内场的测试结果进行验证。 本发明提供 的无人艇测试系统解决了无人艇的测试需求， 填 补了无人艇测试空白。 权利要求书3页 说明书12页 附图7页 CN 114802640 A 2022.07.29 CN 114802640 A 1.一种无 人艇测试系统， 其特 征在于， 包括： 内场测试分系统和外场测试分系统； 所述内场测试分系统用于通过构建多种环境和目标的模拟场景， 以实现无人艇海上航 行和执行任务过程的等效测试； 所述外场测试分系统用于构建海上试验场以进行外场测试项目， 以及对内场的测试结 果进行验证。 2.根据权利要求1所述的无人艇测试系统， 其特征在于， 所述内场测试分系统包括： 环 境模拟与运动仿 真分系统、 环境与运动控制分系统、 视景仿真分系统、 网络化综合测试分系 统、 数据分析与能力评估系统； 所述环境模拟与运动仿真分系统用于以建模软件为载体， 以实测环境数据和作战任务 模式为基础， 构建海上虚拟测试环境； 所述环境与运动控制分系统用于模拟温湿度环境、 盐雾环境、 电磁环境和运动 动作； 所述视景仿真分系统用于部署在内场运动仿真平台前侧， 构建测试过程中的视景信 息； 所述网络化综合测试分系统用于构建包含环境监测、 测试控制、 运行控制、 电磁环境监 测、 视频监测、 艇载测试、 艇尾测试的网络化综合测试系统； 所述数据分析与能力 评估系统用于模拟无人艇接收到作战任务后执行任务的全过程， 并对全过程进行 数据分析。 3.根据权利要求2所述的无人艇测试系统， 其特征在于， 所述环境模拟与运动仿真分系 统包括： 计算机、 服务器、 自然环 境数据建模软件、 力学环境数据建模 软件、 电磁干扰模型数 据软件、 传感器目标生成软件及虚拟引擎、 综合环境模型构建软件和任务测试方案生成软 件； 其中， 所述计算机用于获取测试过程中的环境数据和作战任务模式， 并将获取的环境 数据和作战任务模式发送给所述服务器， 所述服务器将所述环境数据和所述作战任务模式 发送给所述自然环境数据建模软件、 所述力学环境数据建模软件、 所述电磁干扰模型数据 软件、 所述传感器目标生成软件及虚拟引擎、 所述综合环境模型构建软件和所述任务测试 方案生成软件， 以构建海上虚拟测试环境。 4.根据权利要求2所述的无人艇测试系统， 其特征在于， 所述环境与运动控制分系统包 括： 六自由度摇 摆试验台、 温湿盐雾试验箱、 信号 发生器、 微波功 率计、 功率放大器和信号分 析仪； 其中， 所述六自由度摇摆试验台用于构成运动模拟子系统， 所述温湿盐雾试验箱用于 构成温湿度、 盐雾环境模拟子系统， 所述信号发生器、 微波功率计、 功率放大器和信号分析 仪用于构成电磁环境模拟子系统。 5.根据权利要求2所述的无人艇测试系统， 其特征在于， 所述视景仿真分系统包括投影 幕布、 投影设备、 融合控制设备、 网络设备、 计算机和 切换矩阵。 6.根据权利要求2所述的无人艇测试系统， 其特征在于， 所述网络化综合测试分系统包 括环境监测子系统、 测试控制中心、 信息交换网络、 供配电系统和艇载测试子系统； 所述环境监测子系统包括自然环境监测节点、 运动监测节点、 电磁环境监测节点和视 频监控节点； 所述艇载测试子系统包括艇首测试节点和艇尾测试节点； 所述艇首测试节点和所述艇权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114802640 A 2尾测试节点均包括节点控制器、 振动传感器、 结构应变传感器、 姿态传感器、 通信接口扩展 模块、 无线传输模块、 差分定位接收机、 温湿度传感器和旋转角度传感器； 所述信息交换网络包括网络交换机、 总线网络、 无线网关和通信接口扩展单 元； 所述供配电系统包括配电控制器、 UP S和电源状态监控 装置。 7.根据权利要求2所述的无人艇测试系统， 其特征在于， 所述数据分析与能力 评估系统 包括： 场景构建平台、 智能演进平台、 仿真测试系统、 数据分析模块和 测评服务； 其中， 对于任务功能的仿真测试， 通过所述场景构建平台生成的测试场景实现对海洋 环境及多种测试场景 的模拟， 利用配试模拟器读取测试场景数据， 生成态势信息输出到单 艇控制计算机， 在单艇控制台上显示单无人艇环境感知和 航行控制信息， 在协同控制台上 显示集群结构和集群态 势信息， 以完成对单艇任务功能及集群编队控制的仿真测试； 其中， 对于智能算法的仿真测试， 在所述智能演进平台上存储和标注实艇采集数据形 成算法训练集、 验证集， 对于在所述智能演进平台上训练验证后的算法部署 到艇端推理端， 在任务功能过程中完成对智能算法的仿真测试； 其中， 实艇和仿真测试生成的测试数据均 通过数据分析模块进 行航迹精度分析及测试数据回放， 并根据预设评 分算法通过测评服务 对测试进行评估。 8.根据权利要求1所述的无人艇测试系统， 其特征在于， 所述外场测试分系统包括： 岸 基遥测分系统和舰载测试分系统； 所述岸基遥测分系统用于通过在试验场沿岸布置接力式无线通信台站， 结合海上中继 装置， 构建覆盖外场测试场域的通信和监控网络， 实现试验场内众多 试验设备的万物互联， 完成对被测对象、 各 试验设备， 以及试验场内海洋环境的监测 和控制； 所述舰载测试分系统部署在被测无人艇上， 用于采集被测无人艇实 际承受的振动、 拉 伸、 温度、 湿度应力， 多部位的姿态变化以及位置， 并将采集获取 的数据经预处理后通过无 线传输设备发送至所述岸基遥测分系统， 以及通过扩展通信接口接收被测无人艇上各设备 的输出信息 。 9.根据权利要求8所述的无人艇测试系统， 其特征在于， 所述岸基遥测分系统包括： 海 上多参数分布式测试系统和艇岸海多端数据通信网络； 所述海上多参数分布式测试系统包 括岸基感知传感器单元、 无人艇载感知传感器单元和多传感器浮标单元； 所述艇岸海多端 数据通信网络包括无线通信网络、 无线电通信、 宽带网络和卫星通讯； 所述舰载测试分系统包括： 上位机、 无线电台A、 无线电台B、 总线， 位于船体上的风速 计、 姿态仪、 扭矩传感器、 光学测 速传感器、 电子罗盘和GPS， 波浪浮标接收机以及位于海上 的SZF波浪浮标。 10.一种基于如权利要求1～9任一项所述的无人艇测试系统的无人艇测试方法， 其特 征在于， 包括： 开展面向任务的测试设计步骤， 具体包括： 根据测试对象的需求输入， 设计测试科目和 评估内容， 并在各测试科目的基础上， 设计模型、 环境， 优化设计测试通道， 完成测试环 境的 设计构建以及无人艇运动台运动模型的指令生成， 以作为平台运动要素之一进行平台驱 动； 开展内外场试验测试流程设计步骤， 具体包括： 在测试实施阶段， 包括外场试验和内场 试验， 对于外场试验， 编排完成试验大纲， 按照测试时间和测试难易程度优化流程， 根据具权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114802640 A 3