技术特征：
1.一种基于hadoop的无人艇自主航行性能测试系统，其特征在于，包括：智能浮标，搭载传感设备和通信设备，用于环境信息感知及与岸基端通信，即无人艇的航行数据通过携带的传感设备采集，经通信设备将数据传输至岸基端；上位机，用于本地数据的存储以及通过flume将测试场监测数据和无人艇航行数据上传至hadoop集群；hadoop平台，用于通过数据写入功能将测试场检测数据和无人艇航行数据写入hbase数据库，并利用map/reduce框架完成数据处理和评估，实现大量数据的存储和处理，为无人艇自主航行质量评估提供数据存储和算力保障；虚拟仿真平台，用于将无人艇虚拟模型导入已创建的海洋环境，并输入无人艇的航迹规划信息，通过监测无人艇在虚拟海洋环境中的航迹偏移量来评估该无人艇的自主航行性能；后端显示和控制设备，用于对评价结果的可视化和控制指令的下达。2.根据权利要求1所述的基于hadoop的无人艇自主航行性能测试系统，其特征在于，所述hadoop平台包括数据存储模块和数据处理模块；数据存储模块包括监测数据实时写入单元和评估结果实时写入单元；数据处理模块包括大数据集处理与生成单元、海况评估单元和无人艇自主航行性能评估单元。3.根据权利要求1所述的基于hadoop的无人艇自主航行性能测试系统，其特征在于，所述后端显示和控制设备包括评价结果可视化显示模块和无人艇操纵模块；评价结果可视化显示模块包括测试场实时视频显示单元、虚拟测试场显示单元和评价结果显示单元；无人艇操纵模块包括无人艇路径规划单元和无人艇数据显示单元。4.根据权利要求2所述的基于hadoop的无人艇自主航行性能测试系统，其特征在于，所述监测数据实时写入单元，根据数据量大小分块存储视频、雷达、gps坐标、风速、浪高等类型的监测数据；所述评估结果实时写入单元，实时存储当前阶段的路径偏移量、避障反应距离、避障反应时间、避障回归距离等评估结果数据，为该次无人艇自主航行性能评价提供各时间节点的评估结果数据。5.根据权利要求2所述的基于hadoop的无人艇自主航行性能测试系统，其特征在于，所述大数据集生成与处理单元，对输入数据先后进行分区、排列、合并与递归排序操作，有效提高后续计算操作的效率；所述海况评估单元，根据风速计和海流计的监测数据计算平均风速、平均浪高和平均波高，并依据对应的海况表输出当前海况等级；所述无人艇自主航行性能评估单元，根据监测数据实时计算路径偏移量、避障反应距离、避障反应时间、避障回归距离的评估数据，评估数据可直接用于无人艇自主航行性能的评价。6.根据权利要求3所述的基于hadoop的无人艇自主航行性能测试系统，其特征在于，所述测试场实时视频显示单元，用于显示测试场的实时视频信息；所述虚拟测试场显示单元，用于显示无人艇在虚拟海洋环境中预先航迹、实际仿真航
迹、航迹偏移量以及控制器指令，能有效预估无人艇的航行性能；所述评价结果显示单元，显示无人艇自主航行的各级性能评价指标和最终评价结果，通过分析处理最终评价结果即可完成无人艇航行性能的量化评估；所述评价结果由各级性能评价指标赋予不同的权重计算得出。7.一种基于hadoop的无人艇自主航行性能测试方法，其特征在于，所述方法基于虚拟仿真技术的无人艇基本性能测试和基于智能浮标的无人艇自主航行性能评估测试完成。8.如权利要求7所述的基于hadoop的无人艇自主航行性能测试方法，其特征在于，基于虚拟仿真技术的无人艇基本性能测试包括：对接无人艇实体，将无人艇置于虚拟海洋环境之中；不断给无人艇反馈环境信息以观察无人艇控制系统的反应；输入无人艇控制指令，验证无人艇的基本控制性能；输入航迹规划信息，验证无人艇的自主航行性能；根据仿真测试结果对无人艇的硬件电路和控制算法进行优化。9.如权利要求7所述的基于hadoop的无人艇自主航行性能测试方法，其特征在于，所述基于智能浮标的无人艇自主航行性能评估测试包括：通过智能浮标采集无人艇航行数据；经上位机上传数据至hadoop集群；经hadoop平台的写入与读取模块分区存储监测数据；根据智能浮标传输回来的实时监测数据和预先制定的无人艇自主航行性能定量评价技术指标及权重，通过hadoop平台的map/reduce模块处理和计算相关数据；输出无人艇自主航行的各级性能评价指标和最终评价结果信息。
技术总结
本发明公开了一种基于Hadoop的无人艇自主航行性能测试系统与方法，包括：智能浮标，搭载传感设备和通信设备，环境信息感知及与岸基端通信，即无人艇的航行数据通过携带的传感设备采集，经通信设备将数据传输至岸基端；上位机，本地数据的存储以及通过Flume将测试场监测数据和无人艇航行数据上传至Hadoop集群；Hadoop平台，通过数据写入功能将测试场检测数据和无人艇航行数据写入Hbase数据库，并利用Map/Reduce框架完成数据处理和评估，实现大量数据的存储和处理，为无人艇自主航行质量评估提供数据存储和算力保障；虚拟仿真平台，将无人艇虚拟模型导入已创建的海洋环境，输入无人艇的航迹规划信息，通过监测无人艇在虚拟海洋环境中的航迹偏移量来评估该无人艇的自主航行性能；后端显示和控制设备，对评价结果的可视化和控制指令的下达。视化和控制指令的下达。视化和控制指令的下达。
技术研发人员：陈远明 洪晓斌 林晓东
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2022/3/25