一種自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括：水上部分和水下部分；水下部分是一個(gè)小型框架式水下機(jī)器人，包括：圖像采集裝置、嵌入式計(jì)算機(jī)、組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)、推進(jìn)器和水下光端機(jī)；水上部分包括：主控計(jì)算機(jī)、水泵、海參收集箱和水上光端機(jī)；圖像采集裝置用于采集水下圖像；主控計(jì)算機(jī)用于處理水下圖像并向水泵發(fā)送捕撈指令；組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)用于采集水下機(jī)器人的導(dǎo)航參數(shù)，并將導(dǎo)航參數(shù)發(fā)送至嵌入式計(jì)算機(jī)；嵌入式計(jì)算機(jī)用于將導(dǎo)航參數(shù)傳至主控計(jì)算機(jī)；主控計(jì)算機(jī)用于生成運(yùn)動(dòng)控制指令，并將運(yùn)動(dòng)控制指令發(fā)送至推進(jìn)器；推進(jìn)器用于在運(yùn)動(dòng)控制指令的控制下調(diào)整海參捕撈機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑。本發(fā)明海參捕撈費(fèi)用低、效率高。
【專利說明】
一種自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水下智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界海參生產(chǎn)大國，同時(shí)也是海參消費(fèi)大國。海參具有高蛋白、低脂肪等特點(diǎn)。近年來隨著海參市場的迅猛擴(kuò)張，海參捕撈作業(yè)的需求量也越來越大。目前，海參收獲主要靠潛水員(俗稱“蛙人”)潛入水底進(jìn)行人工捕撈。
[0003]由于海參生活習(xí)性上的特點(diǎn)，海參捕撈只能在春秋兩季，水溫偏低，海參捕撈時(shí)的水溫和水壓都會(huì)對蛙人身體造成較大傷害，現(xiàn)在從事海參捕撈工作的人員基本都是中老年人，年輕一代很少愿意從事父輩的工作，海參捕撈的人工費(fèi)用比較昂貴。為解決海參人工捕撈問題，設(shè)計(jì)了新的捕撈裝置，但這些裝置都需要人工操作或只是作為海參捕撈的一種輔助工具，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:海參的自動(dòng)連續(xù)捕撈問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，該自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)包括:
[0006]水上部分和水下部分；
[0007]所述水下部分是一個(gè)小型框架式水下機(jī)器人，包括:圖像采集裝置、嵌入式計(jì)算機(jī)、組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)、推進(jìn)器和水下光端機(jī)；
[0008]所述水上部分包括:主控計(jì)算機(jī)、水栗、海參收集箱和水上光端機(jī)；
[0009]所述水下部分和所述水上部分通過光纜及吸參管建立連接；
[0010]所述圖像采集裝置用于采集水下圖像，所述水下圖像經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)；
[0011]所述主控計(jì)算機(jī)用于處理所述水下圖像并向所述水栗發(fā)送捕撈指令；
[0012]所述水栗用于在所述捕撈指令的控制下減小所述海參收集箱內(nèi)的氣壓，以使海參在壓力差的作用下經(jīng)吸參管進(jìn)入所述海參收集箱內(nèi)；
[0013]所述組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)用于采集所述水下機(jī)器人的導(dǎo)航參數(shù)，并將所述導(dǎo)航參數(shù)發(fā)送至所述嵌入式計(jì)算機(jī)；
[0014]所述嵌入式計(jì)算機(jī)用于將所述導(dǎo)航參數(shù)經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)；
[0015]所述主控計(jì)算機(jī)還用于根據(jù)海參捕撈作業(yè)時(shí)規(guī)劃好的運(yùn)動(dòng)路徑生成運(yùn)動(dòng)控制指令，并將所述運(yùn)動(dòng)控制指令經(jīng)所述水上光端機(jī)、水下光端機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送至所述推進(jìn)器；
[0016]所述推進(jìn)器用于在所述運(yùn)動(dòng)控制指令的控制下調(diào)整自主式海參捕撈機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑。
[0017]可選地，所述水下部分還包括:多個(gè)配重鉛塊;所述多個(gè)配重鉛塊用于使自主式海參捕撈機(jī)器人懸浮于水中。
[0018]可選地，所述組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)包括:
[0019]捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，用于測量所述水下部分的角速度和加速度；
[0020]多普勒測速儀，用于測量所述水下部分的速度；
[0021 ]全球定位系統(tǒng)，用于測量所述水下部分的經(jīng)瑋度。
[0022]可選地，所述推進(jìn)器包括:4個(gè)成V字形矩陣排列的水平推進(jìn)器和I個(gè)垂直推進(jìn)器。
[0023]可選地，所述水下部分還包括:
[0024]深度計(jì)，所述深度計(jì)用于測量所述水下部分所在水深數(shù)據(jù)，并將所述水深數(shù)據(jù)發(fā)送至所述嵌入式計(jì)算機(jī)；
[0025]相應(yīng)地，所述嵌入式計(jì)算機(jī)用于將所述水深數(shù)據(jù)經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)。
[0026]可選地，所述水下部分還包括:
[0027]鋰電池；
[0028]所述鋰電池用于為所述水下捕撈機(jī)器人供電。
[0029]可選地，所述吸參管的第一端通過閥門與所述海參收集箱相連;所述吸參管的第二端的端口為喇叭口。
[0030]可選地，所述水下部分還包括照明裝置；
[0031]所述嵌入式計(jì)算機(jī)用于向所述照明裝置發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0032]所述照明裝置在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下為所述圖像采集裝置提供光源。
[0033]本發(fā)明還提出了一種自主式海參捕撈方法，該自主式海參捕撈方法包括:
[0034]自主式海參捕撈機(jī)器人懸浮于水中；
[0035]主控計(jì)算機(jī)上設(shè)定所述自主式海參捕撈機(jī)器人作業(yè)的運(yùn)動(dòng)路徑；
[0036]所述自主式海參捕撈機(jī)器人按照所述運(yùn)動(dòng)路徑在水中運(yùn)動(dòng)，圖像采集裝置采集水下圖像，并將所述水下圖像經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)；
[0037]所述主控計(jì)算機(jī)處理所述水下圖像，如果圖像處理的結(jié)果中含有海參，提取海參的尺寸特征，當(dāng)符合規(guī)定的尺寸時(shí)，水下機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)并向水栗發(fā)送捕撈指令；
[0038]所述水栗在所述捕撈指令的控制下減小海參收集箱內(nèi)的氣壓，以使海參在壓力差的作用下經(jīng)吸參管進(jìn)入所述海參收集箱內(nèi)。
[0039]本發(fā)明提供的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)及方法，通過圖像采集裝置采集水下圖像，主控計(jì)算機(jī)處理水下圖像并向所述水栗發(fā)送捕撈指令;水栗在所述捕撈指令的控制下減小海參收集箱內(nèi)的氣壓，以使海參在壓力差的作用下經(jīng)吸參管進(jìn)入所述海參收集箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)捕撈海參，大大降低了捕撈海參的成本，提高了捕撈海參的效率。主控計(jì)算機(jī)還用于根據(jù)海參捕撈作業(yè)時(shí)規(guī)劃好的運(yùn)動(dòng)路徑生成運(yùn)動(dòng)控制指令，并根據(jù)組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)采集的導(dǎo)航參數(shù)對水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)的自主運(yùn)動(dòng)和捕撈。
【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0041 ]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水下部分的工作原理圖；
[0043]圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的推進(jìn)器的布置示意圖；
[0044]圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的自主式海參捕撈方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0046]隨著海洋智能裝備技術(shù)的進(jìn)展，自主式水下機(jī)器人(Autonomous UnderwaterVehicle，AUV)在軍用和民用領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。人類在機(jī)器視覺、水下導(dǎo)航定位、人工智能等方面的技術(shù)進(jìn)步為水下海參的自動(dòng)識(shí)別與自主式捕撈奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
[0047]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)包括:
[0048]水上部分和水下部分；
[0049]水下部分是一個(gè)小型框架式水下機(jī)器人，包括:圖像采集裝置3、嵌入式計(jì)算機(jī)1、組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)、推進(jìn)器9和水下光端機(jī)2;
[0050]水上部分包括:主控計(jì)算機(jī)13、水栗15、海參收集箱16和水上光端機(jī)14;
[0051 ]水下部分和水上部分通過光纜及吸參管建立連接；
[0052]所述圖像采集裝置用于采集水下圖像，所述水下圖像經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)；
[0053]主控計(jì)算機(jī)13用于處理水下圖像并向水栗15發(fā)送捕撈指令；
[0054]水栗15用于在捕撈指令的控制下減小海參收集箱16內(nèi)的氣壓，以使海參在壓力差的作用下經(jīng)吸參管進(jìn)入海參收集箱16內(nèi)；
[0055]組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)用于采集水下機(jī)器人的導(dǎo)航參數(shù)，并將導(dǎo)航參數(shù)發(fā)送至嵌入式計(jì)算機(jī)I;
[0056]嵌入式計(jì)算機(jī)I用于將所述導(dǎo)航參數(shù)經(jīng)水下光端機(jī)2、水上光端機(jī)14傳至主控計(jì)算機(jī)13;
[0057]主控計(jì)算機(jī)13還用于根據(jù)海參捕撈作業(yè)時(shí)規(guī)劃好的運(yùn)動(dòng)路徑生成運(yùn)動(dòng)控制指令，并將運(yùn)動(dòng)控制指令經(jīng)水上光端機(jī)14、水下光端機(jī)2和嵌入式計(jì)算機(jī)I發(fā)送至推進(jìn)器9;
[0058]推進(jìn)器9用于在運(yùn)動(dòng)控制指令的控制下調(diào)整自主式海參捕撈機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑。
[0059]本發(fā)明實(shí)施例的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，通過圖像采集裝置采集水下圖像，主控計(jì)算機(jī)處理水下圖像并向所述水栗發(fā)送捕撈指令;水栗在所述捕撈指令的控制下減小海參收集箱內(nèi)的氣壓，以使海參在壓力差的作用下經(jīng)吸參管進(jìn)入所述海參收集箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)捕撈海參，大大降低了捕撈海參的成本，提高了捕撈海參的效率。主控計(jì)算機(jī)還用于根據(jù)海參捕撈作業(yè)時(shí)規(guī)劃好的運(yùn)動(dòng)路徑生成運(yùn)動(dòng)控制指令，并根據(jù)組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)采集的導(dǎo)航參數(shù)對水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)的自主運(yùn)動(dòng)和捕撈。
[0060]在實(shí)際應(yīng)用中，水下部分采用框架式結(jié)構(gòu)，水上部分放置在水面船體上。水面船體上配備有小功率柴油發(fā)電機(jī)及開關(guān)電源，為主控計(jì)算機(jī)13、水栗15及水上光端機(jī)14提供交流或直流電源。
[0061]在實(shí)際應(yīng)用中，圖像采集裝置3用于獲取高清晰海底視頻圖像，該圖像直接經(jīng)過水下光端機(jī)2和水上光端機(jī)14的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后通過光纖傳輸給主控計(jì)算機(jī)13。圖像采集裝置3可米用尚清攝像機(jī)。
[0062]在本發(fā)明實(shí)施例的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，水下部分還包括:多個(gè)配重鉛塊11;多個(gè)配重鉛塊11用于使自主式海參捕撈機(jī)器人懸浮于水中。
[0063]需要說明的是，配重鉛塊11配備若干個(gè)，質(zhì)量大小不一，用于調(diào)節(jié)水下機(jī)器人本體使其在不同密度的海水中都具有微小的正浮力。
[0064]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水下部分的工作原理圖。如圖2所示，嵌入式計(jì)算機(jī)I包括CPU模塊、串口模塊、A/D模塊、D/A模塊、電源模塊。
[0065]具體地，所述組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)包括:
[0066]捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)5(SINS)，用于測量所述水下部分的角速度和加速度；
[0067]多普勒測速儀6(DVL)，用于測量所述水下部分的速度；
[0068]全球定位系統(tǒng)7(GPS)，用于測量所述水下部分的經(jīng)瑋度。
[0069]在實(shí)際應(yīng)用中，SINS5、DVL6、GPS7通過RS232接口與嵌入式計(jì)算機(jī)I的串口模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)信息傳遞;捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航具有自主性的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)水下機(jī)器人的自主導(dǎo)航定位，本發(fā)明以捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(SINS)5為主，輔以多普勒測速儀(DVL)6和全球定位系統(tǒng)(GPS)7，構(gòu)成水下組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)，應(yīng)用現(xiàn)代濾波理論和信息融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了所述海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)的高精度自主導(dǎo)航。
[0070]優(yōu)選地，如圖3所示，推進(jìn)器9包括:4個(gè)成V字形矩陣排列的水平推進(jìn)器91和I個(gè)垂直推進(jìn)器92。
[0071]在實(shí)際應(yīng)用中，推進(jìn)器9通過嵌入式計(jì)算機(jī)I的D/A模塊接受來自主控計(jì)算機(jī)13的運(yùn)動(dòng)控制指令;推進(jìn)器9包括4個(gè)成V字形矩陣排列的水平推進(jìn)器91和I個(gè)垂直推進(jìn)器92，便于實(shí)現(xiàn)水下捕撈機(jī)器人主體的前進(jìn)、后退、上升、下降、轉(zhuǎn)向等運(yùn)動(dòng)。
[0072]水下部分還包括:
[0073]深度計(jì)8，深度計(jì)8用于測量所述水下部分所在水深數(shù)據(jù)，并將所述水深數(shù)據(jù)發(fā)送至嵌入式計(jì)算機(jī)I;
[0074]相應(yīng)地，嵌入式計(jì)算機(jī)I用于將所述水深數(shù)據(jù)經(jīng)水下光端機(jī)2、水上光端機(jī)14傳至主控計(jì)算機(jī)13。
[0075]需要說明的是，深度計(jì)8的輸出為與水深成正比的模擬信號(hào)，該信號(hào)送給嵌入式計(jì)算機(jī)I的A/D模塊;深度計(jì)8安裝于水下機(jī)器人框架的中間位置，用于測量所述水下捕撈機(jī)器人主體工作時(shí)的水深。
[0076]進(jìn)一步地，水下捕撈機(jī)器人主體還包括:鋰電池10，用于為所述水下捕撈機(jī)器人供電。
[0077]在實(shí)際應(yīng)用中，水下捕撈機(jī)器人主體的續(xù)航時(shí)間不少于4小時(shí)。
[0078]優(yōu)選地，吸參管12的第一端通過閥門與海參收集箱16相連;為便于吸取海參進(jìn)入吸參管12，吸參管12的第二端的端口為喇叭口。
[0079]為了保證在光線較暗的水下采集較為清晰的水下圖像，水下部分還包括照明裝置4，嵌入式計(jì)算機(jī)I用于向照明裝置4發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0080]照明裝置4在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下為圖像采集裝置3提供光源。
[0081]在實(shí)際應(yīng)用中，照明裝置4為LED燈，受嵌入式計(jì)算機(jī)I的D/A模塊驅(qū)動(dòng)；照明裝置4布置于圖像采集裝置3的一側(cè)。
[0082]本發(fā)明實(shí)施例的主控計(jì)算機(jī)13是整個(gè)自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與控制中心。用于水下捕撈機(jī)器人主體捕撈作業(yè)時(shí)運(yùn)動(dòng)路徑的規(guī)劃、組合導(dǎo)航系統(tǒng)的模型建立與信息融合算法實(shí)現(xiàn)、水下機(jī)器人載體的動(dòng)力學(xué)模型建立與運(yùn)動(dòng)控制解算、海參圖像的處理與識(shí)別、海參捕撈指令的下達(dá)。
[0083]本發(fā)明實(shí)施例的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)中，組合導(dǎo)航系統(tǒng)采用以捷聯(lián)慣性導(dǎo)航為主的組合導(dǎo)航，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度自主導(dǎo)航，為所述海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)的自主式捕撈奠定了基礎(chǔ)。水平推進(jìn)器布置成矢量推進(jìn)器，使得水下捕撈機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)控制更加靈活，能夠方便實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的轉(zhuǎn)向與調(diào)頭。該自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，系統(tǒng)工作后不需要人工干預(yù)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了海參捕撈效率。
[0084]圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的自主式海參捕撈方法的流程示意圖。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的自主式海參捕撈方法包括:
[0085]S41:自主式海參捕撈機(jī)器人懸浮于水中；
[0086]S42:主控計(jì)算機(jī)上設(shè)定所述自主式海參捕撈機(jī)器人作業(yè)的運(yùn)動(dòng)路徑；
[0087]S43:所述自主式海參捕撈機(jī)器人按照所述運(yùn)動(dòng)路徑在水中運(yùn)動(dòng)，圖像采集裝置采集水下圖像，并將所述水下圖像經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)；
[0088]S44:所述主控計(jì)算機(jī)處理所述水下圖像，如果圖像處理的結(jié)果中含有海參，提取海參的尺寸特征，當(dāng)符合規(guī)定的尺寸時(shí)，水下機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)并向水栗發(fā)送捕撈指令；
[0089]S45:所述水栗在所述捕撈指令的控制下減小海參收集箱內(nèi)的氣壓，以使海參在壓力差的作用下經(jīng)吸參管進(jìn)入所述海參收集箱內(nèi)。
[0090]在實(shí)際應(yīng)用中，重復(fù)步驟S43、S44和S45，當(dāng)預(yù)設(shè)的海參捕撈時(shí)間已到或鋰電池電量不足報(bào)警，自主式海參捕撈機(jī)器人停止工作。
[0091]本發(fā)明除可用于海參的自主式捕撈以外，還可用于海參生長情況及海參在海底的分布情況調(diào)查，為海參養(yǎng)殖場科學(xué)養(yǎng)殖提供參考信息。
[0092]本發(fā)明提供的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)及方法，通過圖像采集裝置采集水下圖像，主控計(jì)算機(jī)處理水下圖像并向所述水栗發(fā)送捕撈指令;水栗在所述捕撈指令的控制下減小海參收集箱內(nèi)的氣壓，以使海參在壓力差的作用下經(jīng)吸參管進(jìn)入所述海參收集箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)捕撈海參，大大降低了捕撈海參的成本，提高了捕撈海參的效率。主控計(jì)算機(jī)還用于根據(jù)海參捕撈作業(yè)時(shí)規(guī)劃好的運(yùn)動(dòng)路徑生成運(yùn)動(dòng)控制指令，并根據(jù)組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)采集的導(dǎo)航參數(shù)對水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)的自主運(yùn)動(dòng)和捕撈。
[0093]需要說明的是術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0094]本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而能夠理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本發(fā)明公開并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖:即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求書由此明確地并入該【具體實(shí)施方式】，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。
[0095]以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，包括: 水上部分和水下部分； 所述水下部分是一個(gè)小型框架式水下機(jī)器人，包括:圖像采集裝置、嵌入式計(jì)算機(jī)、組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)、推進(jìn)器和水下光端機(jī)； 所述水上部分包括:主控計(jì)算機(jī)、水栗、海參收集箱和水上光端機(jī)； 所述水下部分和所述水上部分通過光纜及吸參管建立連接； 所述圖像采集裝置用于采集水下圖像，所述水下圖像經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)； 所述主控計(jì)算機(jī)用于處理所述水下圖像并向所述水栗發(fā)送捕撈指令； 所述水栗用于在所述捕撈指令的控制下減小所述海參收集箱內(nèi)的氣壓，以使海參在壓力差的作用下經(jīng)吸參管進(jìn)入所述海參收集箱內(nèi)； 所述組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)用于采集所述水下機(jī)器人的導(dǎo)航參數(shù)，并將所述導(dǎo)航參數(shù)發(fā)送至所述嵌入式計(jì)算機(jī)； 所述嵌入式計(jì)算機(jī)用于將所述導(dǎo)航參數(shù)經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)；所述主控計(jì)算機(jī)還用于根據(jù)海參捕撈作業(yè)時(shí)規(guī)劃好的運(yùn)動(dòng)路徑生成運(yùn)動(dòng)控制指令，并將所述運(yùn)動(dòng)控制指令經(jīng)所述水上光端機(jī)、水下光端機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送至所述推進(jìn)器；所述推進(jìn)器用于在所述運(yùn)動(dòng)控制指令的控制下調(diào)整自主式海參捕撈機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述水下部分還包括:多個(gè)配重鉛塊;所述多個(gè)配重鉛塊用于使自主式海參捕撈機(jī)器人懸浮于水中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)包括: 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，用于測量所述水下部分的角速度和加速度； 多普勒測速儀，用于測量所述水下部分的速度； 全球定位系統(tǒng)，用于測量所述水下部分的經(jīng)瑋度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述推進(jìn)器包括:4個(gè)成V字形矩陣排列的水平推進(jìn)器和I個(gè)垂直推進(jìn)器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述水下部分還包括: 深度計(jì)，所述深度計(jì)用于測量所述水下部分所在水深數(shù)據(jù)，并將所述水深數(shù)據(jù)發(fā)送至所述嵌入式計(jì)算機(jī)； 相應(yīng)地，所述嵌入式計(jì)算機(jī)用于將所述水深數(shù)據(jù)經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述水下部分還包括: 鋰電池； 所述鋰電池用于為所述水下捕撈機(jī)器人供電。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述吸參管的第一端通過閥門與所述海參收集箱相連;所述吸參管的第二端的端口為喇叭口。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主式海參捕撈機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述水下部分還包括照明裝置； 所述嵌入式計(jì)算機(jī)用于向所述照明裝置發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 所述照明裝置在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下為所述圖像采集裝置提供光源。9.一種利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述系統(tǒng)的自主式海參捕撈方法，其特征在于，包括: 自主式海參捕撈機(jī)器人懸浮于水中； 主控計(jì)算機(jī)上設(shè)定所述自主式海參捕撈機(jī)器人作業(yè)的運(yùn)動(dòng)路徑； 所述自主式海參捕撈機(jī)器人按照所述運(yùn)動(dòng)路徑在水中運(yùn)動(dòng)，圖像采集裝置采集水下圖像，并將所述水下圖像經(jīng)水下光端機(jī)、水上光端機(jī)傳至所述主控計(jì)算機(jī)； 所述主控計(jì)算機(jī)處理所述水下圖像，如果圖像處理的結(jié)果中含有海參，提取海參的尺寸特征，當(dāng)符合規(guī)定的尺寸時(shí)，水下機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)并向水栗發(fā)送捕撈指令； 所述水栗在所述捕撈指令的控制下減小海參收集箱內(nèi)的氣壓，以使海參在壓力差的作用下經(jīng)吸參管進(jìn)入所述海參收集箱內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK106094829SQ201610542255
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】李道亮, 包建華, 喬曦, 位耀光, 王聰
【申請人】中國農(nóng)業(yè)大學(xué)