[发明专利]一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机的控制方法，通过低精度GPS/BD导航系统、水质检测传感器与方位传感器信息融合的养殖水域自主移动式增氧方式，用于实现全池塘的均匀增氧以及水体的上下层流动。移动式增氧机通过水质检测传感器自动判断池塘水质情况，确定池塘需要增氧的点，通过GIS系统规划移动式增氧机增氧的路径，利用低精度GPS/BD导航系统和方位传感器共同确定移动式增氧机的当前航向角和目标航行角，为移动式增氧机跟踪规划好的作业路径提供控制信息。本发明通过麦克纳姆轮动力结构的运作，实现移动和定点增氧，提升全池塘溶解氧浓度，改善养殖水域的水质状况，从而提高水产生物的活力，提高渔业养殖产量，产生更高的经济效益。

技术领域

本发明涉及对麦克纳姆轮小船的运动模型分析，涉及一种基于低精度GPS/BD导航系统、水质检测传感器、方位传感器组合的自主移动式的智能增氧机的控制方法。

背景技术

溶解氧是水产养殖中一个重要的因素，溶解氧浓度决定了水产生物的活力情况，因此提高溶解氧浓度至关重要。在河蟹养殖过程中，如果池塘中溶解氧发生了变化，将对水产生物产生影响。当养殖水域的溶解氧在5mg/L以上时，河蟹的摄食量达到最佳值；在养殖水域的溶解氧降为4mg/L时，河蟹的摄食量下降13％；在养殖水域的溶解氧降为2mg/L时，河蟹的摄食量下降54％，生长停滞。所以在不同的溶解氧浓度的情况下，河蟹养殖会带来很大的差别。因此，我国的渔业养殖标准规定养殖场所任何时候溶解氧不得低于3mg/L。

目前我国提高溶解氧的方法主要有：化学增氧、生物增氧以及机械增氧。化学增氧的具体方法：向养殖水域投入例如过氧化钙、过氧化氢等化学试剂，化学试剂遇水后在水中发生化学作用释放氧气，提升水中的溶解氧的含量；生物增氧的具体方法包括：在养殖水域栽植一些水草或者人为增加水体中的浮游生物量，通过水草和浮游生物的光合作用，吸收水体中的二氧化碳，释放氧气，提升水中的溶解氧的含量；机械增氧是目前采取的最多的措施，具体方法包括：射流式增氧机、叶轮式增氧机、水车式增氧机、曝气式增氧机。通过机械结构的作用，达到提升水中溶解氧的作用。利用化学增氧的方式提高鱼塘的溶解氧的缺点：完全依赖人工，成本很高也会影响养殖水域的水质，对水造成污染并且存放化学试剂不当会降低其效果；利用生物增氧的方式提高鱼塘的溶解氧的缺点，水中营养过剩，就会导致水草疯长，影响池塘的光照度，水草腐烂上浮，造成池水恶化并且在阴天以及晚上时，水草会发生呼吸作用，消耗水中的空气；利用机械增氧的方式增氧必须对其进行定期的维护，维修成本高，并且目前大部分的增氧机都是定点增氧，局限于一定面积范围内，属于单点增氧。

因此，寻找一种方便又不损害水质的增氧方式，为养殖人员减轻负担，提高池塘养殖率，提高经济效率等方面意义重大。基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机是对水车式增氧机的改进，因为水车式的增氧机只能单点增氧，无法实现全池塘、全方位的增氧，通过麦克纳姆轮式明轮的驱动可以实现移动以及增氧的目的。

发明内容

本发明的目的在于实现全池塘、全方位的增氧，提出了一种基于麦克纳姆轮的自主移动式的增氧机的控制方法。通过麦克纳姆轮的动力学模型的特性，实现移动式增氧机前进、后退、左移、右移、原地不动等不同的运动状态，通过水质检测船每7-10米的测定，记录池塘中各点的溶解氧的值，发现需要增氧的地点，通过移动式水质检测船的系统，发送信息到服务器，服务器再发送信号给移动式增氧机，安排移动式增氧机进行增氧。通过低精度的GPS/BD系统确定位置，通过水质检测传感器、方位传感器以及GPS/BD系统这三个的数据，融合计算并判断自主移动式增氧机的移动方向，进而实现增氧的目的。

本发明的技术方案为：一种基于麦克纳姆轮的自主移动式增氧机，用于实现全池塘全方位的均匀增氧。

1.本发明解决其技术问题所采取的技术方案包括一下步骤：

(a)：通过自动作业船对池塘中预先规划的路径中标出一系列的点进行水质检测，具体方案是：针对池塘中每隔7-10米的点进行水质情况的测定，以此来检测池塘各处的PH值以及溶解氧的分布情况；