[發明專利]一種用于水質監測的自主導航仿生機器魚及其控制方法

在審

• 申請號: 202011132646.7
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112162075A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 文小玲;喻盈;張川;黃晨華
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01S19/42;B63H1/36;G08C17/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

1.一種用于水質監測的自主導航仿生機器魚，其特征在于，該仿生機器魚的頭部、左側、右側、上部以及下部均設有紅外傳感器；魚體的內部設有控制模塊、水箱、GPS模塊和無線通信模塊，魚體的底部設有水質傳感器；尾部設有尾鰭，其通過2個舵機單元構成的雙關節結構與魚體連接；5個紅外傳感器、水箱、GPS模塊、無線通信模塊、水質傳感器以及2個舵機均與控制模塊連接；

仿生機器魚通過控制水箱中的水量實現上浮下潛；通過控制舵機進而控制尾鰭來回擺動，實現仿生機器魚在水中前進以及轉向；通過5個紅外傳感器進行探障，實現自動避障；GPS模塊用于獲取仿生機器魚的位置信息，進而獲得當前位置距目標位置的航向角度，進行自主導航；水質傳感器用于采集水質參數；無線通信模塊用于將采集到的水質參數上傳。

2.根據權利要求1所述的用于水質監測的自主導航仿生機器魚，其特征在于，水質參數包括溶解氧、溫度、PH值、氨氮。

3.根據權利要求1所述的用于水質監測的自主導航仿生機器魚，其特征在于，該仿生機器魚的魚體內部還設有無線充電的電池，魚體外部設有開關。

4.一種用于水質監測的自主導航仿生機器魚的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、向仿生機器魚中導入目標位置；

S2、獲取仿生機器魚的起始位置信息，計算起始位置距目標位置的起始航向角度；

S3、仿生機器魚進行巡游和避障；

S4、獲取仿生機器魚的當前位置信息，計算當前位置距目標位置的當前航向角度；

S5、比較當前航向角度與起始航向角度，調整仿生機器魚的航向，使當前航向角度等于起始航向角度；

S6、重復步驟S3、S4和S5，直至到達目標位置，采集水質參數并上傳。