[发明专利]具有嵌入式视觉的多控制面机器鱼

摘要

本发明是具有嵌入式视觉的多控制面机器鱼包括鱼头、具有多个关节的柔性身体、控制板、摄像头模块、电源模块、红外传感器、深度传感器、无线通信模块、新月形尾鳍、配重铜块、充气孔、发射接收天线、开关、左、右胸鳍片、腹鳍片、背鳍片和运动控制模块；所述运动控制模块包括；左胸鳍舵机、右胸鳍舵机、四个尾部舵机、腹鳍舵机和背鳍舵机；依靠腹鳍、背鳍、胸鳍的平衡作用，保证鱼头的稳定，提高摄像头模块采集的图像质量；仿生机器鱼通过多控制面结构实现上浮下潜、侧游、倒游等多种游动方式；环境信息被传感器和摄像头模块的采集后，由ARM9核心板产生控制信号，驱动多控制面的协调运动，实现精确和灵巧的色标块追踪定位和避障。

主权项

一种具有嵌入式视觉的多控制面仿生机器鱼，它包括鱼头、具有多个关节的柔性身体、新月形尾鳍、配重铜块、充气孔、发射接收天线、开关，其特征在于，还包括控制板、摄像头模块、左胸鳍片、右胸鳍片、电源模块、红外传感器、深度传感器、无线通信模块、腹鳍片、背鳍片和运动控制模块；所述运动控制模块包括；左胸鳍舵机、右胸鳍舵机、四个尾部舵机、腹鳍舵机和背鳍舵机；其中鱼头分为上下两半腭，内部为中空结构，鱼头内设置有左胸鳍舵机、右胸鳍舵机、腹鳍舵机和背鳍舵机；在鱼头内部的前端设置有摄像头模块、控制板以及电源模块；左胸鳍片、右胸鳍片安装在鱼头外部的两侧，实现仿生机器鱼的上浮下潜，腹鳍片安装在鱼头外部的下方，背鳍片安装在鱼头外部的上方，实现仿生机器鱼的侧向平游和平衡控制；左胸鳍片、右胸鳍片、背鳍片和腹鳍片通过连接它们的左胸鳍舵机、右胸鳍舵机、背鳍舵机及腹鳍舵机产生驱动力进行摆动或者转向；红外传感器安装在鱼头的外侧面，用于检测周边障碍物；深度传感器安装在鱼头内的底部，用于探测仿生机器鱼所在水层面的深度；红外传感器、深度传感器、摄像头模块和无线通信模块将各自的TTL电平信号、模拟信号、图像及控制信号和串口通信信号通过控制板进行处理，产生监控信号并通过无线通信模块由串口通信的方式发送到上位机监控平台上，同时控制板产生脉冲宽度调制波控制信号，发送到运动控制模块中，驱动仿生机器鱼；在仿生机器鱼游动的过程中，左胸鳍片、右胸鳍片、背鳍片和腹鳍片通过联动保持鱼头部的平衡和稳定，保证摄像头模块采集的图像的质量；仿生机器鱼通过摄像头模块采集的图像信息经控制板处理后，产生控制信号，通过左胸鳍舵机、右胸鳍舵机、尾鳍舵机、腹鳍舵机、背鳍舵机的多控制面协调运动产生侧游、微调、倒游、上浮下潜的游动方式，实现色标块追踪定位和避障。