一种无人船及系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无人船及系统，包括：图像采集模块，声呐探测模块，通信模块和中央控制器，其中：所述图像采集模块，用于录制和拍摄水下图像；所述声呐探测模块，用于探测水下环境、及鱼群所在位置及深度；所述通信模块，用于将无人船的状态信息、图像采集模块获取的图像信息和声呐探测模块获取的信息传输至外部终端，同时将外部终端的控制指令传输至中央控制器；所述中央控制器，与上述各个模块相连，控制无人船的行进动作，并协调各模块工作。本实用新型专利技术一种无人船包含现有钓鱼无人船功能同时又可以实现一定深度下潜，能够实现和岸边的远距离通信，能实时回传水下图像信息。

An Unmanned Vehicle and System

The utility model discloses an unmanned vessel and its system, which comprises an image acquisition module, a sonar detection module, a communication module and a central controller, wherein the image acquisition module is used for recording and shooting underwater images, the sonar detection module is used for detecting underwater environment and the location and depth of fish flocks, and the communication module is used for detecting the status information of an unmanned vessel. The image information acquired by the image acquisition module and the information acquired by the sonar detection module are transmitted to the external terminal, and the control instructions of the external terminal are transmitted to the central controller, which is connected with the above modules to control the movement of the unmanned ship and coordinate the work of each module. The utility model relates to an unmanned vessel, which comprises the functions of an existing fishing unmanned vessel and can also realize a certain depth of submergence, can realize long-distance communication with the shore, and can real-time return underwater image information.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种无人船及系统
本专利技术涉及一种无人船；特别是一种可下潜和上浮的无人船及系统。
技术介绍
近年来机器人技术发展迅速，大量适用不同环境的无人设备如无人机，无人车，无人船等，但受到技术等因素的限制这些设备还没有广泛进入民用领域。以无人船为例，现有无人船多为军用，如完成侦查任务，远程攻击任务等。也有一些用于科研领域，比如海洋数据监测，实验样本采集等。在工业上用于一些水中设备的远程维护，工业开采等方面。民用方面的应用还很有限，目前除了作为娱乐用途的无人船之外，用于钓鱼的无人船在民用市场的需求越来越大，因此对于钓鱼无人船提出了越来越高的要求。目前市场上的一些钓鱼用无人船技术指标不高，功能单一，无法提供全面专业的钓鱼体验。并且与传统钓鱼相比区别不大，没有革命性的改变。现有的钓鱼无人船具的功能有以下几类：打窝放钩功能：例如申请号201320333558.2的中国专利公开了一种遥控定位投饵船，含遥控和接收装置、船体、电源和控制及解码电路，船体设有若干舱底向舱门倾斜的独立船舱；舱门设有磁钢，船体上与舱门磁钢对应位置设有电磁铁；电磁铁通过控制及解码电路与接收装置连接；所述的独立船舱共设四个，分设于船体两侧。该专利公开的无人船可远距离多点定位投放鱼饵、鱼钩，并可起到打窝聚鱼的效果。声呐探测功能：例如申请号201520499153.5的中国专利公开了一种混合动力无线遥控水产养殖监测船，该专利除了可以进行定点投饵，还可以通过声呐探测水下鱼群数量和鱼儿大小，以此判断是否养殖过密，是否可以捕捞，有利于养殖人员的下一步操作。其只能根据声呐信号探测到物体的大致位置和大致数量，使用者需要根据自己的经验判断被探测物的种类和具体位置及具体数量，而无法确切得知被探测物的种类、大小和地理位置。例如：当探测到鱼群时，使用者需要根据经验判断这是什么鱼、大致在什么位置，而不能确切地知道是什么鱼、鱼的大小以及鱼群所在的具体经度、纬度信息。GPS定点功能：例如申请号201010300353.5的中国专利公开了一种无线遥控钓鱼船，该专利将GPS卫星定位系统和鱼探测仪整合到这款钓鱼船中来，以防止船在行驶中的偏航，清楚的了解垂钓地点的河床地貌、水深、水温、鱼情，并用GPS确定并储存打窝的方位，重复准确地自动找到原来的打窝位置和返回出发地，便于钓鱼和打窝。该专利可实现存储打窝点、定点打窝和自动航行的功能。综上所述可见，现有的钓鱼无人船具有打窝、水下声呐探测和GPS定位航行的功能。但是无法获得水下的详细信息，尤其是对一定深度的水下图像的获取。这是由于现有钓鱼无人船不具有水下摄像头，申请号201520499153.5的专利虽然具有摄像头，但不是设置在水下而是在水面上。并且，即使在现有钓鱼无人船上设置水下摄像头也无法获取详细的水下鱼群信息。因为现有钓鱼无人船均不能实现下潜，不下潜至一定深度，无法与鱼群充分靠近，也就无法获取到鱼的图像信息，无法对声呐探测的信息进行校验。这会大大影响钓鱼效果，当声呐探测的数据有误时，无法及时发现，例如将水下的海藻或水草团识别为鱼群，钓鱼者在不知情的情况下会白白浪费时间和鱼饵。由此可见，现有钓鱼无人船的缺陷是无法获取详细准确的水下图像信息和无法实现有效深度的下潜。无人船之所以难以实现下潜，是由于无线电波在水中传输的衰减非常严重，因此通信问题很难解决成为限制无人船下潜的屏障。现有技术中虽然有一些可以下潜的水下无人设备，但都存在一些问题，不适合民用领域和垂钓领域。这是因为目前，现有水下机器人大多采用自治或者有缆控制模式。自治模式，多用在无缆机器人上，机器人按照事先设定或者根据不定时接收到的上位机指令进行水下作业，这样就不能实时地获取水下信息和控制机器人；而有缆模式，就是机器人通过与水面母船相连的脐带缆获得动力，并与母船上的上位机进行数据传输和人机交互，它可以实现对机器人的实时控制，但其活动受到脐带缆的制约，特别是复杂水下环境下容易造成缠绕事故，灵活性不够。由此可见，现有的可下潜无人设备具有三种问题：（1）下潜深度不够，无法获取详细图像；（2）下潜深度虽然足够但是不能实时控制和回传信息，无法解决通信问题；（3）无法实现无线通信，而是通过电缆控制，只适用于垂直下潜且水下无环境简单无杂物的情况，不适用于由岸边到深水区的非垂直远距离下潜。这种通过电缆的控制非常不现实，在江、河、湖、海和水库等宽阔水域做远距离垂钓时，由于水域宽阔，垂钓点距离岸边很远，水下情况又错综复杂，拖着一根电缆非常容易被缠绕，并且需要携带大量电缆非常不方便。现有的水中探测装置例如：利用声呐探测技术的水下潜水器，其只能根据声呐信号探测到物体的大致位置和大致数量，使用者需要根据自己的经验判断被探测物的种类和具体位置及具体数量，而无法确切得知被探测物的种类、大小和地理位置。例如：当探测到鱼群时，使用者需要根据经验判断这是什么鱼、大致在什么位置，而不能确切地知道是什么鱼、鱼的大小以及鱼群所在的具体经度、纬度信息。由于上述的缺陷，急需要一种包含现有钓鱼无人船功能同时又可以实现一定深度下潜，并且能够实现和岸边的远距离通信，能实时回传水下图像信息的一种用于钓鱼领域的无人船。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种可以利用声呐探测水下物体信息，并可下潜一定深度，实现远距离水下水上无线通信，实时获取水下图像信息并回传给外部终端的无人船及系统。具体内容为：一种无人船，其特征在于，包括：图像采集模块，声呐探测模块，通信模块，和中央控制器，其中：所述图像采集模块，用于录制和拍摄水下图像；所述声呐探测模块，用于探测水下环境、及鱼群所在位置及深度；所述通信模块，用于将无人船的状态信息、图像采集模块获取的图像信息和声呐探测模块获取的信息传输至外部终端，同时将外部终端的控制指令传输至中央控制器；所述中央控制器，与上述各个模块相连，控制无人船的行进动作，并协调各模块工作。进一步的，所述图像采集模块，声呐探测模块，通信模块，电缆收放模块和中央控制器设在无人船主体内，还包括一可漂浮的浮标，所述通信模块的至少天线部分设置在浮标内，所述浮标与无人船主体之间通过一可收放的电缆连接；还包括电缆收放模块，所述电缆收放模块获取的无人船的深度信息以及中央控制器发出的下潜或上浮指令，释放或收回对应长度的电缆，使得电缆长度与无人船所处深度相适应。进一步的，所述电缆收放模块包括一卷扬机控制器和一卷扬机，所述卷扬机设置在无人船主体上，所述可收放电缆盘绕设置在卷扬机上并通过卷扬机实现收放；或所述电缆收放模块由中央控制器直接控制。进一步的，还包括动力模块，所述动力模块用于在中央控制器控制下驱动无人船实现上、下、前、后等方向的运动。所述动力模块包括电机驱动器，和与电机驱动器连接的两个水平驱动电机和一个竖直驱动电机。所述两个水平驱动电机设置在无人船尾部左右两侧，所述竖直驱动电机设置在无人船竖直方向。进一步的，所述通信模块为DDL图数传一体传输模块，所述DDL图数传一体传输模块将图传信号和双向数据传输信号整合为单一链路进行传输；还包括与中央控制器连接的GPS模块，所述GPS模块设置在浮标内，所述GPS模块用于接收GPS卫星信号确定无人船的位置，并将无人船的GPS位置信息发送给外部终端。并通过DDL图传数传一体传输模块发送至外部终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人船，其特征在于，包括：图像采集模块，声呐探测模块，通信模块和中央控制器，其中：所述图像采集模块，用于录制和拍摄水下图像；所述声呐探测模块，用于探测水下环境、及鱼群所在位置及深度；所述通信模块，用于将无人船的状态信息、图像采集模块获取的图像信息和声呐探测模块获取的信息传输至外部终端，同时将外部终端的控制指令传输至中央控制器；所述中央控制器，与上述各个模块相连，控制无人船的行进动作，并协调各模块工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.21 CN 20161045432411.一种无人船，其特征在于，包括：图像采集模块，声呐探测模块，通信模块和中央控制器，其中：所述图像采集模块，用于录制和拍摄水下图像；所述声呐探测模块，用于探测水下环境、及鱼群所在位置及深度；所述通信模块，用于将无人船的状态信息、图像采集模块获取的图像信息和声呐探测模块获取的信息传输至外部终端，同时将外部终端的控制指令传输至中央控制器；所述中央控制器，与上述各个模块相连，控制无人船的行进动作，并协调各模块工作。2.根据权利要求1所述一种无人船，其特征在于，还包括一持钩模块，所述持钩模块用于加持鱼钩或鱼线，并可在鱼上钩时松开鱼钩或鱼线,持钩模块包括一持钩器和控制器，所述持钩器为一加持机构，其上设置有传感器和电磁铁，当鱼上钩后，传感器发信号，控制器控制电磁铁吸引加持机构张开，松开鱼钩或鱼线；或所述持钩模块由中央控制器控制。3.根据权利要求1所述一种无人船，其特征在于，还包括一浮标，所述浮标内设有所述通信模块的至少天线部分、和/或GPS模块、和/或DDL图数一体传输模块，所述浮标与无人船主体之间通过一可收放的电缆连接。4.根据权利要求3所述一种无人船，其特征在于，还包括获取无人船的深度信息以及中央控制器发出的下潜或上浮指令，释放或收回对应长度的电缆，使得电缆长度与无人船所处深度相适应的电缆收放模块，所述电缆为零浮力通信电缆；所述电缆收放模块包括一卷扬机控制器和一卷扬机，所述卷扬机设置在无人船主体上，所述可收放电缆盘绕设置在卷扬机上并通过卷扬机实现收放；或所述电缆收放模块由中央控制器控制。5.根据权利要求1所述一种无人船，其特征在于，还包括动力模块，所述动力模块用于在中央控制器控制下驱动无人船实现上、下、前、后方向的运动,所述动力模块包括电机驱动器，和与电机驱动器连接的两个水平驱动电机和一个竖直驱动电机,所述两个水平驱动电机设置在无人船尾部左右两侧，所述竖直驱动电机设置在无人船竖直方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑卫锋，
申请(专利权)人：北京臻迪科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11