[发明专利]一种仿生海底生物捕捞机器人

摘要

一种仿生海底生物捕捞机器人，包括捕捞机器人的本体，基于人工肌肉的具有海底行走和捕捞海底生物两种功能的四肢，用于感知水深的压力传感器，用于检测捕捞机器人行走方向的数字罗盘，用于获取捕捞机器人周边360°的全景立体视觉视频图像的双目立体全景视觉传感器和用于控制四肢协调海底行走、对捕捞对象的识别和空间定位、自主导航、控制捕捞动作以及与水面母船进行信息交互的智能体，与水面母船进行通信和能源设备提供设备连接的脐带。本发明提供一种具有自然柔顺性好、机构简单、控制复杂度低、制造和维护成本低、捕捞过程高效率的仿生海底生物捕捞机器人。

主权项

一种仿生海底生物捕捞机器人，其特征在于：包括捕捞机器人的本体，基于人工肌肉的具有海底行走和捕捞海底生物两种功能的四肢，用于感知水深的压力传感器，用于检测捕捞机器人行走方向的数字罗盘，用于获取捕捞机器人周边360°的全景立体视觉视频图像的双目立体全景视觉传感器和用于控制四肢协调海底行走、对捕捞对象的识别和空间定位、自主导航、控制捕捞动作以及与水面母船进行信息交互的智能体，与水面母船进行通信和能源设备提供设备连接的脐带；所述的捕捞机器人的本体内部分隔成为三个空间，一个空间为收集舱，位于本体的底部，用于存放捕捞对象；一个空间为控制设备仪器仪表舱，位于本体的背部，控制设备仪器仪表舱中安装着所述的智能体、其他控制仪器仪表以及备用电源，所述的脐带接入到控制设备仪器仪表舱内与所述的智能体通信接口和备用电源进行连接；一个空间为浮力舱，位于收集舱和控制设备仪器仪表舱之间，主要用于控制所述的捕捞机器人行走时的稳定性以及升降；所述的双目立体全景视觉传感器，自带有为捕捞机器人提供照明的环形LED光源，固定在所述的捕捞机器人本体的背部上，用于获取仿生海底生物捕捞机器人周边的全景立体视觉视频图像，接入到控制设备仪器仪表舱内与所述的智能体的USB接口进行连接；所述的压力传感器固定在所述的捕捞机器人本体的背部上，接入到控制设备仪器仪表舱内与所述的智能体的A/D接口进行连接，用于检测所述的捕捞机器人本体所受到的海水压力，从而从压力值推算出所述的捕捞机器人本体所处的深度；所述的数字罗盘安置在控制设备仪器仪表舱内，与所述的智能体的I/O接口进行连接，用于检测所述的捕捞机器人的行走方向，根据所述的捕捞机器人行走控制与行走方向得到所述的捕捞机器人在海底行走的轨迹；所述的智能体包括全景立体图像获取单元、与母船信息交互模块、升降控制模块、自主导航模块、行走控制模块、智能视频分析模块和捕捞控制模块；其中，所述的全景立体图像获取单元，用于获取初始化信息和全景立体视频图像；所述的与母船信息交互模块，用于将所述的捕捞机器人周围的全景立体视频图像传输给母船、接受从母船发出的控制指令；所述的升降控制模块，用于控制所述的捕捞机器人的浮力舱中的真空量，以实现 所述的捕捞机器人的升降；所述的自主导航模块，用于从所述的双目立体全景视觉传感器获取的全景立体视觉视频图像，解析仿生海底生物捕捞机器人周围的地域环境，完成路径规划和避障任务；所述的行走控制模块，用于控制所述的捕捞机器人的四肢的协调动作，以实现所述的捕捞机器人在海底的行走；所述的智能视频分析模块，用于从所述的双目立体全景视觉传感器获取的全景立体视觉视频图像，从全景立体视觉视频图像中解析出捕捞对象、捕捞对象大小以及所处的空间位置，为针对性的捕捞提供捕捞口的空间位置信息；所述的捕捞控制模块，用以控制所述的基于人工肌肉的捕捞管道的三个自由度的动作，使得捕捞口对准捕捞对象；当捕捞口对准捕捞对象时控制脉冲式负压发生模块动作产生脉冲式负压将捕捞对象吸入到捕捞管道中。