[发明专利]一种水下无人船控制系统及方法

权利要求书

1.一种水下无人船控制系统，其特征在于，包括，控制器、驱动模块、通信模块、姿态获取模块、图像获取模块和声呐模块，驱动模块、通信模块、姿态获取模块和声呐模块均与控制器相连，所述控制器根据通信模块接收到的航行命令和/或姿态获取模块获取的姿态数据，利用驱动模块调整无人船的航行姿态；

所述图像获取模块与所述通信模块相连，所述通信模块将图像获取模块获取的图形信息转发至水上控制端，所述控制器利用声呐模块探测生物信息和/或地形信息，所述控制器控制声呐模块进行寻鱼，并根据寻鱼结果确定目标水域，并利用驱动模块驱动水下无人船航行至目标水域，所述控制器控制所述声呐模块根据不同鱼类的喜好变换不同频率的声波进行集鱼；

所述控制器根据当前航行方向和当前航行速度与目标航行方向和目标航行速度的偏移量控制驱动模块自动纠正水下无人船的航行姿态；

声呐模块由至少两个换能器组成，通过至少两个换能器探测水下不同深度的声呐数据转换成二维图像，再经过移动至少两个换能器来探测出水下的三维图像，在水上控制端的显示屏上显示三维图像；

所述控制端上设置伪色单元，为声呐探测的三维图像赋予各种颜色；

还包括智能跟随模块，所述智能跟随模块与所述控制器相连，所述控制器接收到通信模块发送的对移动目标的跟随命令后，获取移动目标的位置信息，并利用智能跟随模块对移动目标进行跟随；

水下无人船设计成平均密度与周围水域的密度相近似；

所述控制器能够利用声呐模块和/或图像获取模块，确定探测生物的生物种类，根据探测生物的生物种类确定目标生物，并控制驱动模块对目标生物进行锁定；

图像获取模块拍摄到图片之后，将图片中每个生物的图像抓取出来，组成一个集合，然后将该集合与数据库中每种生物的图片进行比对，然后确定该集合中的每个抓取的图像的生物种类，并从中选取出用户想要追踪或锁定的目标生物种类，并将该目标生物种类所对应的图像中的生物作为目标生物；

或者，利用声呐模块探测声呐信息，并将声呐信息进行处理，并绘制出相应的图像，按照上述的目标生物确定办法，确定目标生物；

声呐模块进一步确定目标生物的位置信息，根据该位置信息利用驱动模块驱动水下无人船对目标生物进行锁定或跟踪；

声呐模块向特定方向发送声波，声波接触到障碍物之后就会反馈回来，该声呐模块接收反馈回来的声波反馈信号，将声波反馈信号进行滤波和A/D转换处理之后反馈给控制器；

所述姿态获取模块设置在电路板上，包括，陀螺仪、加速度计和磁强计，所述姿态数据包括，所述陀螺仪检测的水下无人船的平衡数据、所述加速度计检测的水下无人船的加速度数据和磁强计检测的方位数据；

所述电路板上设有至少两个磁强计，所述至少两个磁强计重合堆叠放置或以电路板为对称平面对称设置在电路板两侧。

2.根据权利要求1所述的水下无人船控制系统，其特征在于，所述控制器将声波反馈信号利用通信模块转发至水上控制端，水上控制端根据该声波反馈信号的反馈时间、衰减强度确定水下无人船所处水域的水深、鱼群的大小、鱼群所处水深。

3.根据权利要求1所述的水下无人船控制系统，其特征在于，所述图像获取模块包括摄像头和照明灯，所述摄像头设置在水下无人船的头部，所述照明灯设置在摄像头周围，为摄像头提供光照条件。

4.根据权利要求1所述的水下无人船控制系统，其特征在于，所述驱动模块包括，设置在水下无人船重心前方的垂直推进器、分别设置在水下无人船尾部两侧的水平推进器，其中，垂直推进器调整水下无人船的垂直方向的运动，两个水平推进器控制水下无人船的前进、后退和转弯。

5.一种水下无人船控制方法，用于权利要求1-4任一项所述的水下无人船控制系统，其特征在于，步骤包括：

S1，获取每个探测生物的图形信息；

S2，根据图形信息确定每个探测生物的生物种类，并从所有图形信息中确定目标生物；

S3，获取目标生物的位置信息，并对目标生物进行跟踪。

6.根据权利要求5所述的水下无人船控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

利用摄像头拍摄图片，从图片中抓取每个探测生物的图形信息；或者

利用声呐模块获取声呐信息，对声呐信息进行处理绘制成带有每个探测生物轮廓的图像，抓取每个探测生物的轮廓图像，将该轮廓图像作为每个探测生物的图形信息。