[發明專利]一種自主巡檢預警仿生機器海豚系統及控制方法

在審

• 申請號: 202210790694.8
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN114954863A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 李道亮;王柄雄;位耀光;劉金存
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/00;B63G8/14;B63G8/38;B63G8/39
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 褚海英

本發明涉及一種自主巡檢預警仿生機器海豚系統及控制方法，涉及仿生機器人領域，系統包括：依次靜密封連接的頭部、胸部、腹部和尾部；頭部感知信息模塊包括深度傳感器、慣性測量傳感器、主動聲納和雙目相機單元，深度傳感器檢測深度信息；慣性測量傳感器檢測位置信息和姿態信息；雙目相機單元檢測水下圖像和視頻信息；主動聲納獲取環境回波信息；頭部感知信息模塊部信息感知模塊的多水質參數傳感器和腹部多模塊運動控制模塊均與胸部多模態運動控制模塊的主控制器連接；多水質參數傳感器檢測水質環境信息；腹部多模塊運動控制模塊驅動系統運動。本發明能夠實現水質和魚類生長情況的實時動態監測。

技術領域

本發明涉及仿生機器人領域，特別是涉及一種自主巡檢預警仿生機器海豚系統及控制方法。

背景技術

無人漁場是人工不進入漁場的情況下，利用物聯網、大數據、人工智能、5G、云計算、機器人等新一代信息技術，對漁場設施、裝備等進行遠程控制、全程自動控制或機器人自主控制，完成所有漁場生產、管理作業的一種全天候、全過程、全空間的無人化生產的養殖模式。

無人漁場不僅要求對水體的溶解氧、溫度、pH等水質參數進行三維動態檢測，實時獲取水質參數變化情況，還要求實時監測無人漁場中魚類的生長情況和水面的異物。

傳統的水下機器人采用螺旋槳作為推進器、外部線纜提供電力，采用這種推進和供電方式對水體的擾動大，不易近距離監測魚類。仿生機器人模仿生物順應自然環境的生理結構來實現優異的運動性能且不易引起生物的警覺，針對無人漁場三維水質動態檢測和魚類生長情況實時監測的要求，亟需一種自主巡檢預警的仿生機器人。

發明內容

本發明的目的是提供一種自主巡檢預警仿生機器海豚系統及控制方法，以實現水質和魚類生長情況的實時動態監測。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種自主巡檢預警仿生機器海豚系統，包括：依次靜密封連接的頭部、胸部、腹部和尾部；

所述頭部包括頭部感知信息模塊；所述頭部感知信息模塊包括深度傳感器、慣性測量傳感器、主動聲納和雙目相機單元，所述深度傳感器用于檢測所述自主巡檢預警仿生機器海豚系統的深度信息；所述慣性測量傳感器用于檢測所述自主巡檢預警仿生機器海豚系統的位置信息和姿態信息；所述雙目相機單元用于檢測水下圖像和視頻信息；所述主動聲納用于獲取所述自主巡檢預警仿生機器海豚系統前方水域的環境回波信息；

所述胸部包括胸部多模態運動控制模塊；所述胸部多模態運動控制模塊包括主控制器；所述頭部感知信息模塊與所述主控制器連接；

所述腹部包括腹部信息感知模塊和腹部多模塊運動控制模塊；所述腹部信息感知模塊包括多水質參數傳感器；所述多水質參數傳感器和所述腹部多模塊運動控制模塊均與所述主控制器連接；所述多水質參數傳感器用于檢測水質環境信息；所述腹部多模塊運動控制模塊用于驅動所述自主巡檢預警仿生機器海豚系統運動。

可選地，所述頭部還包括頭部透明殼體；所述頭部感知信息模塊還包括與所述主控制器連接的導航模塊；所述主動聲納和所述深度傳感器固定在所述頭部透明殼體的外側；所述導航模塊、所述慣性測量傳感器和所述雙目相機單元均設置在所述頭部透明殼體的內側。

可選地，所述胸部還包括胸部殼體和肋部連接件；所述胸部多模態運動控制模塊還包括胸鰭、胸鰭密封單元和舵機單元；所述胸部殼體與所述頭部透明殼體連接；所述胸鰭通過所述胸鰭密封單元設置在所述胸部殼體的外側；所述舵機單元與所述胸鰭密封單元連接；所述舵機單元和所述主控制器均固定在所述胸部殼體的內側；所述肋部連接件用于連接所述胸部殼體和所述腹部。

可選地，所述腹部還包括腹部殼體和腰部連接件；所述腹部信息感知模塊還包括背鰭信號收發單元；所述背鰭信號收發單元與所述導航模塊連接；所述多水質參數傳感器設置在所述腹部外殼的外側；所述背鰭信號收發單元和所述腹部多模塊運動控制模塊均設置在所述腹部殼體的內側；所述腰部連接件用于連接所述腹部殼體和所述尾部。