[发明专利]一种基于机器鱼的无人艇环境检测控制系统及检测方法

权利要求书

1.一种基于机器鱼的无人艇环境检测控制系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将无人艇航行至指定待测海域，进行机器鱼的投放；（2）待测海域环境的检测及测绘；（3）检测及测绘任务完成后，无人艇进行机器鱼的回收，待机器鱼回收完毕，无人艇按照指定路径返航；所述控制系统包括设于无人艇上的中央处理器以及与中央处理器相连接的供电模块、应用模块、数据采集模块和远程监控模块；应用模块包括智能投放装置以及与智能投放装置相配合的机器鱼，机器鱼由感知区、行为区、动作区和指令区组成，感知区包括化学传感器、接触传感器、声呐和摄像头，机器鱼内设有无线电收发装置和警报装置；数据采集模块包括船体监测器和海面环境监测器，船体监测器包括磁罗盘、加速计和GPS接收机，海面环境监测器包括风速监测器和风向监测器；远程监控模块包括遥控器以及操控界面，操控界面上设有可触摸显示屏；

所述步骤（1）的具体步骤为：

① .当无人艇接收到指定海域污染物检测或海底地形测绘任务时，通过GPS接收机确定无人艇所在位置，通过磁罗盘和加速计确定无人艇的艏向，数据采集模块将无人艇所在位置及艏向信号传输给中央处理器，中央处理器将信号处理后传输给远程监控模块，远程监控模块中的操控界面接收并显示信号，操作人员通过操控界面上的可触摸显示屏对无人艇进行路径规划，并通过操控界面将路径规划信号传输给中央处理器；中央处理器接收路径规划信号，使得无人艇按照规划路径进行循迹，以抵达指定海域；

② .当无人艇抵达任务海域后，中央处理器将船体位置及艏向信号和海面的风速及风向信号传输给远程监控模块，同时，向远程监控模块发出投放机器鱼的请求信号；

③ .远程监控模块接收中央处理器发送的船体位置及艏向信号、海面的风速及风向信号和投放机器鱼的请求信号，并将接收的信号在操控界面显示，操作人员根据操控界面显示的信息决定是否进行机器鱼的投放，若操控人员综合分析后决定投放机器鱼，操作人员通过操控界面向中央处理器发出应答指令，同时，通过操控界面向中央处理器发送机器鱼的巡航路径信号，中央处理器将接收到的巡航路径信号进行处理，并将处理后的巡航路径信号发送给无人艇内的任一条机器鱼，并对接收巡航路径信号的机器鱼进行标定；

④ .中央处理器接收到远程监控模块发出的应答指令后，中央处理器对智能投放装置发出投放机器鱼的信号，智能投放装置接收信号并对标定的机器鱼进行投放；

所述步骤（2）中待测海域环境的检测及测绘的具体步骤为：

A .被标定的机器鱼入水后，机器鱼的指令区向感知区、动作区发出控制信号，使得机器鱼开始按照指定的巡航路径进行巡航，巡航过程中利用化学传感器进行环境检测，利用接触传感器和声呐对海底地形进行测绘，利用摄像头采集视频资料，并通过机器鱼内置的无线电收发装置将测量信号传输给中央处理器，中央处理器接收测量信号并进行处理，中央处理器将处理后的测量信号传输给远程监控模块；

B .远程监控模块中的操控界面接收由中央处理器发送的检测信号，并在操控界面的可触摸显示屏上显示检测结果，通过对操控界面显示的信息进行分析，并对可疑信息位置进行标定；

C .当被标定投放的机器鱼电量不足时，先投放无人艇内其余任一条机器鱼继续进行检测及测绘工作，再回收电量低的机器鱼进行充电，利用无人艇内的机器鱼交替进行检测及测绘工作，至检测及测绘任务完成。

2.根据权利要求1所述的基于机器鱼的无人艇环境检测控制系统的检测方法，其特征在于，所述步骤C中当被标定投放的机器鱼电量不足时，先投放无人艇内其余机器鱼中的任一条机器鱼继续进行检测及测绘工作，再回收电量低的机器鱼进行充电的具体过程为：

a .当被标定投放的机器鱼电量不足时，该机器鱼内的警报装置发出报警信号，并由机器鱼内的无线电收发装置将报警信号发送至中央处理器，中央处理器接收到机器鱼的报警信号后，将该机器鱼的报警信号传输给远程监控模块，同时，向远程监控模块发送投放无人艇内其余机器鱼中任一条机器鱼的请求指令，远程监控模块接收由中央处理发送的机器鱼报警信号及投放机器鱼的请求指令后，并在远程监控模块中的操控界面显示，操作人员根据操控界面显示的信息，通过操控界面向中央处理器发送应答指令，同时向中央处理器发送机器鱼的巡航路径信号，中央处理器将接收到的巡航路径信号进行处理，并将处理后的巡航路径信号发送给无人艇内其余的机器鱼中任一条机器鱼，并对接收巡航路径信号的机器鱼进行标定；

b.中央处理器接收到远程监控模块发出的应答指令后，中央处理器对智能投放装置发出回收机器鱼的信号，智能投放装置接收信号并对发出报警信号的机器鱼进行回收充电。