[发明专利]一种基于压强传感器阵列的人工侧线系统

说明书

技术领域

本发明涉及水下机器人应用技术领域，特别涉及一种基于压强传感器阵列的人工侧线系统。

背景技术

基于人工侧线系统，对于某一特定的仿生机器人个体，其可以感知到其邻近仿生机器人的摆动状态，具体包括摆动频率、偏置、幅度；同时，该仿生机器人个体还可以感知到自身相对于其邻近仿生机器人的前后距离、左右距离、深度距离、相对偏航角、相对俯仰角、相对翻滚角等相对位置和姿态信息。

侧线系统是鱼类和水生两栖类动物特有的感觉器官。在水下环境中,由于光线问题水生物视觉功能或多或少丧失作用，此时水生物的侧线系统作为主要感知器官为水生物提供水环境信息。

但是，现有的人工侧线系统尚需要解决压强传感器数据获取的技术问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于压强传感器阵列的人工侧线系统。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于压强传感器阵列的人工侧线系统，包括：所述基于压强传感器阵列的人工侧线系统安装于水下机器人上，包括：多个压强传感器数据采集系统和数据存储系统，其中，

所述数据存储系统与每个所述压强传感器数据采集系统相连，用于向一个或多个所述压强传感器数据采集系统发送数据读取指令；

每个所述压强传感器数据采集系统分别连接多路压强传感器，用于通过IIC通信方式轮流向每个路所述压强传感器发送数据采集命令，并轮询获取每路所述压强传感器采集的压强传感器数据，并将所述压强传感器数据发送至所述数据存储系统进行保存；

所述数据存储系统将接收到的压强传感器数据发送至分析平台，由所述分析平台根据所述压强传感器数据分析所述水下机器人在不同模态下周围水环境压强信息的变化，从而判断当前运动模态。

进一步，所述数据存储系统采用树莓派RaspberryPi数据存储系统，每个所述压强传感器数据采集系统采用单片机，所述数据存储系统与每个所述压强传感器数据采集系统通过串口连接。

进一步，每个所述压强传感器数据采集系统接9路压强传感器。

进一步，所述压强传感器数据采集系统预留由CAN通信接口，以实现多个压强传感器数据采集系统的串联，形成可拓展的压强传感器网络，以形成压强传感器阵列。

进一步，所述压强传感器数据采集系统通过串口上位机向所述分析平台实时打印所述压强传感器数据。

进一步，所述数据存储系统以txt文本格式存储所述压强传感器数据。

进一步，所述单片机采取位带方式实现IO的位操作，分时轮流读取各压强传感器的数据线电平，以获得各个压力传感器的数据。

根据本发明实施例的基于压强传感器阵列的人工侧线系统，为解决水下机器人的视觉感知丧失的问题提供了一种方案。通过在水下机器人上安装压强传感器阵列的人工侧线系统，机器人可以感知在不同模态下周围水环境压强信息的变化,从而判断当前运动模态。本发明使用数字压强传感器，具有抗干扰、稳定性好、灵敏度高、可拓展、可实时记录等优点，特别适合水下机器人的侧线研究。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的基于压强传感器阵列的人工侧线系统的系统框架图；

图2为根据本发明实施例的压强传感器数据采集系统的示意图；

图3为根据本发明实施例的基于压强传感器阵列的人工侧线系统的工作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出一种基于压强传感器阵列的人工侧线系统，该系统尽可能多地采集仿生机器人相对水流运动时，采集并存储周围水域压强变化的数据，具有抗干扰性、可拓展性、通信速率快、通信可靠性高、体积小等优点。

如图1所示，本发明实施例的基于压强传感器阵列的人工侧线系统，安装于水下机器人上，包括：多个压强传感器数据采集系统(1～n)和数据存储系统。

具体地，数据存储系统与每个压强传感器数据采集系统相连，用于向一个或多个压强传感器数据采集系统发送数据读取指令。