[發明專利]一種機器魚及其水下目標跟蹤方法

有效

• 申請號: 201611144034.3
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106741762B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 李曉東
• 申請（專利權）人: 遼寧石化職業技術學院
• 主分類號: B63G8/00
• 分類號: B63G8/00;B63H1/36;G05D1/06
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 周明飛

本發明公開了一種機器魚，包括：魚頭，其設置成后端開口的中空狀；所述魚頭前端設置有圖像采集裝置；魚身骨架，其前端鉸接在所述魚頭的后端，使所述魚頭能夠相對于魚身骨架繞豎直軸線旋轉；魚尾，其鉸接在所述魚身骨架的后端，使所述魚尾能夠相對于魚身骨架繞豎直軸線旋轉；驅動裝置，其設置在所述魚頭與魚身骨架鉸接處，以驅動所述所述魚頭相對于魚身骨架繞豎直軸線旋轉；所述驅動裝置還設置在魚身骨架和魚尾的鉸接處，以驅動所述所述魚尾相對于魚身骨架繞豎直軸線旋轉；魚皮，其套合在所述魚身骨架外側，所述魚皮的前端與魚頭的后端密封連接，所述魚皮的后端與魚尾的前端密封連接。本發明還提供了一種機器魚水下目標跟蹤方法。

技術領域

本發明涉及人工生命技術領域，特別涉及一種基于人工生命的機器魚及其水下目標跟蹤方法。

背景技術

人工生命是通過人工模擬生命系統,來研究生命的領域。人工生命的概念，包括兩個方面內容：1、屬于計算機科學領域的虛擬生命系統，涉及計算機軟件工程與人工智能技術，以及2、基因工程技術人工改造生物的工程生物系統，涉及合成生物學技術。

機器魚，從材料制作的外形像魚的機器，配備有化學傳感器的自主機器魚，它能夠在水中游數小時，在水中具有和魚一樣的靈活性和適應性。

在自然界中，魚類進化出了卓越的游泳技巧。較普通的水下推進器而言，它具有推進效率高、機動性能好、豐富的感官等優點?；谶@些優點人們過仿生機器魚的研究也越來越多，仿生機器魚的功能也越來越完善，仿生機器魚的應用領域涵蓋了科學、教育和娛樂等領域隨著仿生學的發展，國內外越來越多的學者致力于研究仿生機器魚，仿照魚類的外形以及游動機理，制造出仿生機器魚使之具有高效、靈活的水下巡游能力，可以應用于復雜環境下的資源探測、生物研究和軍事偵察等領域?；谶@些優點人們過仿生機器魚的研究也越來越多，仿生機器魚的功能也越來越完善，仿生機器魚的應用領域涵蓋了科學、教育和娛樂等領域。魚類采用的是波動推進的游動方式，身體的擺動是柔性的運動，所以，仿生機器魚的擺動關節越多就越能模仿出魚類的柔性擺動。但是，采用擺動推進方式，機器魚游動較慢，如何使機器魚能夠在水中快速游動而更加具有觀賞性是需要解決的問題。同時而由于魚的游動動作比較復雜，給機器魚的制造帶來了極大的技術困難。

發明內容

本發明設計開發了一種機器魚，克服了現有機器魚游動阻力大的缺陷。

本發明的另一個目的是克服現有機器魚游動不穩定的缺陷，通過設計魚鰭板的擺動頻率，使游動更為平穩。

本發明還有一個目的是解決水下目標跟蹤效率低、速度慢的缺陷。

本發明提供的技術方案為：

一種機器魚，包括：

魚頭，其設置成后端開口的中空狀；所述魚頭前端設置有圖像采集裝置；

魚身骨架，其前端鉸接在所述魚頭的后端，使所述魚頭能夠相對于魚身骨架繞豎直軸線旋轉；

魚尾，其鉸接在所述魚身骨架的后端，使所述魚尾能夠相對于魚身骨架繞豎直軸線旋轉；

驅動裝置，其設置在所述魚頭與魚身骨架鉸接處，以驅動所述魚頭相對于魚身骨架繞豎直軸線旋轉；所述驅動裝置還設置在魚身骨架和魚尾的鉸接處，以驅動所述所述魚尾相對于魚身骨架繞豎直軸線旋轉；

魚皮，其套合在所述魚身骨架外側，所述魚皮的前端與魚頭的后端密封連接，所述魚皮的后端與魚尾的前端密封連接；所述魚皮采用彈性材料制成；

所述魚頭前端外形呈回轉體形狀，并且所述回轉體的母線的數學表達式為：

其中，a為機器魚總長度，b為機械魚最寬處的寬度，c為機械魚的總質量，d為魚頭的質量。