[發明專利]一種智能水下捕撈機器人及其捕撈方法

有效

• 申請號: 202210671437.2
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN115009478B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 王紅茹;馬敏慧;易港;代超磊;王學廣
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/24;A01K79/00;B01D35/02;G01S17/86;G01S17/93
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈丹

本發明公開了一種智能水下捕撈機器人及其捕撈方法，所述捕撈機器人包括水平安裝在外殼兩側的浮力艙，浮力艙尾部安裝水平推進器；外殼頭部安裝水下識別單元；所述外殼內設捕撈箱和密封控制箱，密封控制箱控制捕撈機器人水下航行及捕撈工作；所述水下識別單元包括激光雷達、單目攝像頭及微型計算機，激光雷達、單目攝像頭分別連接至微型計算機，將信息傳輸至微型計算機，激光雷達用于探測周圍是否有大型障礙物，單目攝像頭用于識別周圍是否存在待捕撈物體，微型計算機將激光雷達和單目攝像頭傳輸的信號進行整合計算，將信息發送至與其相連的密封控制箱。本發明能夠實現智能捕撈，無需人工下潛作業，且捕撈效率高。

技術領域

本發明涉及水下捕撈設備及人工智能領域，具體涉及一種智能水下捕撈機器人。

背景技術

目前，地球上海洋面積廣闊且具有豐富的資源，如今隨著經濟的發展，每個國家對資源的需求不斷增長，然而相比海洋資源，陸地上的資源隨著人類大量開采而不斷減少，因此，擴大對海洋資源的開發利用是未來人類資源開發的方向。然而海洋資源的捕撈大多是依靠人工下潛進行作業，這種方法充滿了危險性和不確定性，捕獲的資源和潛水員的身體素質和經驗息息相關。

然而現有的水下捕撈機器智能化程度較低，大部分需要人工水上遠程操作，耗費了大量的人力物力，不適合大量普及使用。現有的水下捕撈機器方式大多采取夾取式進行捕撈，這種方式存在的問題為在水下環境復雜狀態下捕撈效率低，不能精準夾取，同時遇到表面光滑或者復雜的物體在夾取過程中會脫落。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種智能水下捕撈機器人及其捕撈方法，結合人工智能技術，捕撈全過程無需人工遠程操作，且捕撈效率高。

技術方案：本發明的方案包括外殼，外殼兩側水平安裝一組浮力艙，浮力艙尾部安裝水平推進器；所述外殼上方安裝升降舵，外殼頭部安裝透明艙，該透明艙內部安裝水下識別單元；所述外殼內部設有捕撈箱和密封控制箱，密封控制箱用于控制捕撈機器人水下航行及捕撈工作；所述捕撈箱底面開設吸水口和排水口。所述水下識別單元包括激光雷達、單目攝像頭及微型計算機，激光雷達和單目攝像頭可轉動地安裝在固定底座上表面，微型計算機固定安裝在固定底座上表面；所述激光雷達、單目攝像頭分別連接至微型計算機，將各自獲取的信息傳輸至微型計算機，微型計算機計算識別水下待捕撈資源及周圍是否存在大型障礙物，并將空間位置信息整合發送至與其相連的密封控制箱，激光雷達為水下環境探測障礙物，單目攝像頭可以獲取水下圖像。

所述浮力艙頭部安裝照明燈，用以為單目攝像頭提供光源，能夠獲取較為清晰的圖像，便于后面分析水下環境。

所述浮力艙內部安裝充氣泵、液壓閥門及氣體傳感器，其中，通過液壓閥門的開啟或關閉來控制浮力艙的上浮或下沉，從而實現捕撈機器人的上升和下降。

所述吸水口上方安裝吸水泵，利用吸水泵將物質吸入捕撈箱；所述排水口上方安裝排水泵，在排水泵安裝滾輪篩，利用泵進行吸排水，而滾輪篩的設置可以對捕撈到的資源進行刷洗，清除其表面的泥沙淤泥。

所述吸水口、排水口處分別安裝一過濾篩，且吸水口處的過濾篩孔徑為排水口處的過濾篩孔徑的兩倍以上，這樣設置可以將捕撈資源留存在捕撈箱內，同時將泥沙淤泥排出捕撈箱。

本發明還包括一種智能水下捕撈機器人的捕撈方法，所述密封控制箱控制浮力艙下潛，下潛的同時密封控制箱發出信號開啟兩側照明燈，水下識別單元開始工作；所述水下識別單元中的單目攝像頭獲取當前水域圖像，所述的激光雷達用于探測周圍障礙物，單目攝像頭及激光雷達實時發送信號至微型計算機；所述微型計算機根據識別計算的結果向密封控制箱發出不同的信號；所述密封控制箱控制捕撈機器人不同場景下的運動及捕撈工作。

若所述微型計算機沒有從當前水域圖像中識別出待捕撈資源，則發送信號至密封控制箱；此時，所述密封控制箱將兩側的水平推進器同時開啟，捕撈機器人向前運動；向前運動的同時，密封控制箱控制升降舵向下偏轉進行上浮，待激光雷達測得預定的離底距離時，升降舵恢復水平，浮力艙同時充入空氣保持平衡向前運動。