本發(fā)明屬于水下機(jī)器人領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種水下機(jī)器人及適用于該水下機(jī)器人的捕撈方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，大量適用不同環(huán)境的無(wú)人設(shè)備如無(wú)人機(jī)，無(wú)人車，無(wú)人船等，但受到技術(shù)等因素的限制這些設(shè)備還沒有廣泛進(jìn)入民用領(lǐng)域。以無(wú)人船為例，現(xiàn)有無(wú)人船多為軍用，如完成偵查任務(wù)，遠(yuǎn)程攻擊任務(wù)等。也有一些用于科研領(lǐng)域，比如海洋數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，實(shí)驗(yàn)樣本采集等。在工業(yè)上用于一些水中設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)，工業(yè)開采等方面。民用方面的應(yīng)用還很有限，目前除了作為娛樂(lè)用途的無(wú)人船之外，用于捕魚的無(wú)人船在民用市場(chǎng)的需求越來(lái)越大，因此對(duì)于捕魚無(wú)人船提出了越來(lái)越高的要求。

水下所用的無(wú)人船即為水下機(jī)器人的一種，由于水下環(huán)境復(fù)雜，而水下機(jī)器人的智能控制能力又極高。若能在水下機(jī)器人上安裝捕撈魚裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)魚的自動(dòng)控制鎖定、跟蹤及捕撈，將極大地提高捕撈魚的效率。另一方面，使用者可以在岸上對(duì)水下機(jī)器人進(jìn)行控制，遠(yuǎn)程控制水下的魚類捕撈活動(dòng)。

有鑒于此特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種根據(jù)采集到的水下潛在捕撈對(duì)象信息數(shù)據(jù)，對(duì)潛在捕撈對(duì)象進(jìn)行鎖定、跟蹤和自動(dòng)/手動(dòng)觸發(fā)捕撈的水下機(jī)器人及其捕撈方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

本發(fā)明一方面公開了一種水下機(jī)器人，包括

水下機(jī)器人本體，潛伏至水體之下；

捕獲裝置，包括一可收放發(fā)射的刺槍和/或機(jī)械手和/或網(wǎng)，所述的刺槍和/或機(jī)械手和/或網(wǎng)針對(duì)水下機(jī)器人鎖定的目標(biāo)捕撈對(duì)象進(jìn)行捕撈；

所述水下機(jī)器人本體與捕獲裝置機(jī)械連接。

進(jìn)一步地，包括可拆卸的水下生物探測(cè)模塊，設(shè)于水下機(jī)器人本體上，用于探測(cè)、采集水下生物信息；包括控制器，所述控制器根據(jù)水下生物探測(cè)模塊發(fā)來(lái)的水下生物信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，鎖定目標(biāo)捕撈對(duì)象。

進(jìn)一步地，所述機(jī)械手設(shè)有機(jī)械臂，所述機(jī)械臂為柔性機(jī)械臂或剛性機(jī)械臂，并具有彈性裝置；所述機(jī)械臂通過(guò)調(diào)整自身方向控制機(jī)械手的捕撈方向。

信號(hào)可控的捕獲裝置與水下機(jī)器人本體相連，可以直接接受自動(dòng)或手動(dòng)的控制指令進(jìn)行水下狙擊捕撈，更智能化，提升了捕撈體驗(yàn)，特別是對(duì)于游動(dòng)難捕捉的魚類而言。

進(jìn)一步地，還包括人機(jī)交互裝置，所述水下機(jī)器人和/或人機(jī)交互裝置鎖定并跟蹤目標(biāo)捕撈對(duì)象，并控制捕獲裝置對(duì)鎖定的目標(biāo)捕撈對(duì)象進(jìn)行捕撈。

水下機(jī)器人可以通過(guò)自身的計(jì)算分析判斷控制捕撈裝置進(jìn)行捕撈，也可以接受來(lái)自岸上人工控制的信號(hào)進(jìn)行狙擊捕撈。避免了機(jī)器運(yùn)算可能出現(xiàn)的失誤，將人工的判斷納入了捕撈控制的考量。岸上使用人機(jī)交互裝置的使用者，通過(guò)基站接收來(lái)自水下的信息，通過(guò)遙控裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程水下捕撈控制。

進(jìn)一步地，還包括多軸云臺(tái)，所述多軸云臺(tái)一端可拆卸地安裝在水下機(jī)器人本體下部，另一端可拆卸地安裝有捕獲裝置。

多軸云臺(tái)一方面可以為捕獲裝置供電，另一方面可多角度旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)捕獲裝置旋轉(zhuǎn)控制，調(diào)整角度以保證捕獲裝置以合適的角度進(jìn)行捕撈，并成功捕獲。

進(jìn)一步地，所述可拆卸的水下生物探測(cè)模塊包括對(duì)水下圖像進(jìn)行采集的攝像頭和/或聲納裝置，和對(duì)外部物體相對(duì)水下機(jī)器人本體距離進(jìn)行檢測(cè)的距離傳感器。

攝像頭及距離傳感器的設(shè)計(jì)相當(dāng)于水下機(jī)器人的眼睛，即時(shí)收集水下的各類信息，并供后續(xù)的控制器使用判斷。當(dāng)水下機(jī)器人在深水作業(yè)時(shí)，需要使用聲吶裝置進(jìn)行信息采集，相較單使用攝像頭而言，聲吶提升了水下機(jī)器人在深水領(lǐng)域的數(shù)據(jù)檢測(cè)靈敏性和準(zhǔn)確性。

本發(fā)明另一方面公開了一種水下機(jī)器人的捕撈方法，應(yīng)用于如上所述的水下機(jī)器人，包含以下步驟：

S1、水下機(jī)器人采集水下潛在捕撈對(duì)象的信息數(shù)據(jù)，對(duì)采集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以判斷潛在的捕撈對(duì)象的類別及狀態(tài)；

S2、自動(dòng)或手動(dòng)選定目標(biāo)捕撈對(duì)象，并對(duì)捕撈對(duì)象進(jìn)行鎖定；

S3、對(duì)鎖定的目標(biāo)捕撈對(duì)象進(jìn)行捕獲。

該捕撈方法可以通過(guò)采集到的信息數(shù)據(jù)對(duì)潛在捕撈對(duì)象的類別和狀態(tài)進(jìn)行判斷，更智能化。除此之外，輔佐有即時(shí)更新的數(shù)據(jù)庫(kù)，調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)中資料對(duì)待捕撈對(duì)象進(jìn)行判斷。如可以獲知某些魚類的游動(dòng)速度及游動(dòng)規(guī)律，當(dāng)潛在的捕撈對(duì)象為該特定魚類時(shí)，可以將涉及該類魚的資料調(diào)取出來(lái)，用于控制器使用。更細(xì)致和智能化，進(jìn)一步提升了捕撈的成功率。

進(jìn)一步地，在步驟S1中，水下機(jī)器人拍攝采集水下潛在捕撈對(duì)象的水體圖像，和/或測(cè)量獲取水下機(jī)器人相對(duì)捕撈對(duì)象的距離；并依據(jù)水下潛在捕撈對(duì)象的水體圖像和/或相對(duì)水下無(wú)人船的距離，識(shí)別水下潛在捕撈對(duì)象的類別并判斷類別狀態(tài)信息；更進(jìn)一步地，所述水下潛在捕撈對(duì)象的類別包括魚類，所述魚類的類別狀態(tài)信息包括魚類種類、生命體征及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

進(jìn)一步地，在步驟S2中，所述捕撈方法自動(dòng)或手動(dòng)鎖定目標(biāo)捕撈對(duì)象，所述目標(biāo)捕撈對(duì)象可切換；所述目標(biāo)捕撈對(duì)象為魚類，所述水下機(jī)器人根據(jù)目標(biāo)魚類的類別狀態(tài)信息預(yù)測(cè)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律；更進(jìn)一步地，所述水下機(jī)器人根據(jù)目標(biāo)魚類的預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)時(shí)調(diào)整水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)角度，對(duì)目標(biāo)魚類以定距離或定速度方式跟蹤。

目標(biāo)捕撈對(duì)象可切換，當(dāng)前的目標(biāo)捕撈對(duì)象跟丟，或經(jīng)判斷捕獲成功率不高時(shí)，可以自動(dòng)或手動(dòng)切換目標(biāo)捕撈對(duì)象，避免了可能出現(xiàn)的捕撈失效。水下機(jī)器人可以根據(jù)魚類的預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行即時(shí)調(diào)整，通過(guò)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)時(shí)調(diào)整自身的運(yùn)動(dòng)速度和角度，保證了對(duì)目標(biāo)捕撈對(duì)象的有效跟蹤。此處，水下機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置方面進(jìn)行了靜音處理，如墊有海綿墊等，防止驅(qū)動(dòng)裝置輸出功率過(guò)大時(shí)發(fā)出噪音對(duì)魚類捕撈造成干擾。

進(jìn)一步地，在步驟S3中，所述水下無(wú)人船通過(guò)控制多軸云臺(tái)以調(diào)整捕撈裝置的角度和位置，以合適角度瞄準(zhǔn)目標(biāo)捕撈對(duì)象進(jìn)行捕獲。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

本發(fā)明的水下機(jī)器人在水下進(jìn)行自由游動(dòng)，通過(guò)設(shè)置在水下機(jī)器人本體上的可拆卸水下生物探測(cè)模塊，搜索、感知、識(shí)別潛在捕撈對(duì)象，并對(duì)目標(biāo)捕撈對(duì)象的種類、生命體征、距離、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等水下生物信息進(jìn)行判定，使得對(duì)潛在捕撈對(duì)象的分析更精準(zhǔn)，方便了后續(xù)的鎖定、跟蹤及捕撈；根據(jù)水下生物信息控制可移動(dòng)捕獲裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)捕撈對(duì)象的定距離、定速度等方式的跟蹤，此處的信息鎖定為一系列智能化的分析判斷結(jié)果，并輔助有數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)綜合算法預(yù)測(cè)目標(biāo)捕撈對(duì)象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)在不同光線、角度或被短時(shí)遮擋時(shí)的持續(xù)鎖定；另一方面，通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)鎖定目標(biāo)捕撈對(duì)象，可實(shí)時(shí)切換目標(biāo)捕撈對(duì)象，使用者可以在岸上遠(yuǎn)程控制捕撈過(guò)程，提升了捕撈的效果；可移動(dòng)的捕獲裝置通過(guò)多軸云臺(tái)與水下機(jī)器人本體相連，可通過(guò)多軸云臺(tái)控制其相對(duì)水下機(jī)器人本體的角度和位置，以合適的角度瞄準(zhǔn)目標(biāo)捕撈對(duì)象進(jìn)行捕撈，并實(shí)現(xiàn)捕獲，多軸云臺(tái)控制方向角度增穩(wěn)效果更好；其中，捕獲裝置為魚槍、機(jī)械手或網(wǎng)，可以對(duì)目標(biāo)捕撈對(duì)象進(jìn)行穿刺、抓取或網(wǎng)羅，魚槍可以單次發(fā)射也可以重復(fù)裝填，魚槍與魚線相連，發(fā)射后脫離水下機(jī)器人，由魚線另一端的使用者將捕獲的對(duì)象收回，使得捕魚效果更好；進(jìn)一步地，本發(fā)明的水下機(jī)器人不止可以對(duì)魚類等生物進(jìn)行捕撈，還可對(duì)其他水下物體進(jìn)行捕撈捕獲，可拓展適用于其他領(lǐng)域。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

附圖說(shuō)明

附圖作為本發(fā)明的一部分，用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中一種水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中一種水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中一種使用機(jī)械手的水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中一種使用機(jī)械手的水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中一種水下機(jī)器人的捕撈方法流程圖。

圖中：1、水下機(jī)器人本體；2、云臺(tái)安裝孔；3、云臺(tái)；4、魚槍座；5、彈片；6、魚槍；7、魚線；8、視覺傳感器；9、距離傳感器；10、機(jī)械臂安裝法蘭；11、多節(jié)機(jī)械臂；12、動(dòng)作電機(jī)；13、力反饋機(jī)械手。

需要說(shuō)明的是，這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的構(gòu)思范圍，而是通過(guò)參考特定實(shí)施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說(shuō)明本發(fā)明的概念。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例一

如圖1所示，為本實(shí)施例所述的一種水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。該水下機(jī)器人具有水下機(jī)器人本體1，水下機(jī)器人本體1的下部設(shè)有云臺(tái)安裝孔2。云臺(tái)3通過(guò)云臺(tái)安裝孔2安裝于水下機(jī)器人本體1下部，其中此處的云臺(tái)3為多軸設(shè)計(jì)，可以在多個(gè)角度上旋轉(zhuǎn)定位。其中，云臺(tái)3的一端安裝有魚槍座4，魚槍座4安裝有魚槍6。另外圖中未示出，在魚槍座4內(nèi)部與魚槍6配合處，設(shè)有放置彈片5的彈道，魚槍6后部設(shè)有卡槽，插入魚槍座4中，經(jīng)彈片5卡住固定。當(dāng)對(duì)彈片5施加動(dòng)力時(shí)，會(huì)傳遞給魚槍6，云臺(tái)3電機(jī)電動(dòng)魚槍座4轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步帶動(dòng)彈片5在滑槽中滑動(dòng)，彈片5從魚槍6安裝孔中從內(nèi)向外滑動(dòng)，將魚槍彈出，完成射擊動(dòng)作。魚槍6為一尖銳的槍矛狀物體，連接有魚線7，當(dāng)魚槍6經(jīng)彈片推動(dòng)彈出后，魚槍6脫離魚槍座4，僅可通過(guò)魚線7對(duì)其進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，云臺(tái)安裝孔2不局限于安裝與水下機(jī)器人本體1下部，可以為側(cè)面或頂部，以能夠有效實(shí)現(xiàn)水下捕撈而設(shè)置。進(jìn)一步地，此處的云臺(tái)3配合魚槍6的整體結(jié)構(gòu)為一個(gè)或多個(gè)，為多個(gè)時(shí)，它們安裝在水下機(jī)器人本體1各處，可以進(jìn)一步有效實(shí)現(xiàn)水下捕撈。進(jìn)一步地，此處的魚槍6及魚槍座4組成的發(fā)射裝置可以由自身供電也可以從云臺(tái)上端供電。

實(shí)施例二

如圖2所示，為本實(shí)施例所述的一種水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。為一安裝完成的水下機(jī)器人，在水下機(jī)器人本體1上設(shè)置有視覺傳感器8和距離傳感器9，此處的視覺傳感器8為一個(gè)或多個(gè)，設(shè)于水下機(jī)器人本體1正面(即游動(dòng)方向)，或設(shè)于水下機(jī)器人本體1各個(gè)表面，用于拍攝當(dāng)前的水下環(huán)境及潛在捕撈對(duì)象，為攝像裝置或其他生成環(huán)境圖片的裝置。視覺傳感器8可以設(shè)于水下機(jī)器人本體1的六面上，對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行細(xì)致的采集。進(jìn)一步地，水下機(jī)器人本體1不局限為矩形體狀，為用于實(shí)現(xiàn)水下捕撈效果優(yōu)良而設(shè)計(jì)的各類形狀。

距離傳感器9設(shè)于水下機(jī)器人本體1正面，用于測(cè)量相對(duì)水下潛在捕撈對(duì)象的距離。其中，距離傳感器9通過(guò)發(fā)射特別短的光脈沖，并測(cè)量其從發(fā)射到被物體反射回來(lái)的時(shí)間，通過(guò)測(cè)時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算與物體之間的距離。進(jìn)一步地，距離傳感器9為使用其他方法測(cè)量相對(duì)距離的裝置，以能實(shí)現(xiàn)距離檢測(cè)為準(zhǔn)設(shè)計(jì)并設(shè)置。

進(jìn)一步地，此處的視覺傳感器8及距離傳感器9用于對(duì)水下環(huán)境進(jìn)行采集，主要為畫面拍攝及距離測(cè)量，當(dāng)然此處也可為其他的數(shù)據(jù)采集裝置，如水溫、水壓等，以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前潛在捕撈對(duì)象的預(yù)測(cè)和了解為準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，在淺水清澈的水域，水下機(jī)器人可以直接下水作業(yè)，僅使用攝像頭等工具進(jìn)行圖像采集和畫面拍攝，若在深水區(qū)域，則使用聲吶裝置和/或攝像機(jī)進(jìn)行下潛作業(yè)，此時(shí)聲吶裝置既可采集水下復(fù)雜的環(huán)境圖像，又可檢測(cè)水下物體的相對(duì)距離。使用聲吶的好處在于：聲吶適用于深水和渾濁的水域，若僅適用攝像頭拍攝采集水下環(huán)境可能效果不優(yōu)良，圖片不清晰或無(wú)效，而使用聲吶則效果優(yōu)良，即便在深水及不清澈的水域，也可以有效地采集到水下圖像。

實(shí)施例三

本實(shí)施例與上述實(shí)施例一的區(qū)別在于：所述的魚槍6可以替換為機(jī)械手或網(wǎng)。如圖3和圖4所示，當(dāng)使用力反饋機(jī)械手13進(jìn)行捕撈時(shí)，與力反饋機(jī)械手13相連的多節(jié)機(jī)械臂11通過(guò)機(jī)械臂安裝法蘭10安裝于水下機(jī)器人本體1上，具體的，機(jī)械臂安裝法蘭10設(shè)于水下機(jī)器人本體1下部。

如圖3所示為多節(jié)機(jī)械臂11的分解圖，多節(jié)機(jī)械臂11為多個(gè)組裝配合的機(jī)構(gòu)，如圖4所示為多節(jié)機(jī)械臂11的組裝完成工作圖。多節(jié)機(jī)械臂11的一端通過(guò)機(jī)械臂安裝法蘭10設(shè)于水下機(jī)器人本體1上，與水下機(jī)器人實(shí)現(xiàn)供電、傳輸控制與力反饋信號(hào)，另一末端連接安裝有力反饋機(jī)械手13。進(jìn)一步地，多節(jié)機(jī)械臂11側(cè)面安裝有動(dòng)作電機(jī)12，通過(guò)動(dòng)作電機(jī)12的輸出控制多節(jié)機(jī)械臂11進(jìn)行動(dòng)作。進(jìn)一步地，此處的多節(jié)機(jī)械臂11為六軸或多軸，可旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。力反饋機(jī)械手13為鉗狀、爪狀或手狀，由剛性或柔性材料制成，具有抓取物體的功能，優(yōu)選的，此處的力反饋機(jī)械手13可以通過(guò)壓力、拉力傳感器等獲得抓取的壓力。

進(jìn)一步地，此處多節(jié)機(jī)械臂11可以為由剛性材料制成，在水下抓捕目標(biāo)時(shí)剛性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更穩(wěn)固，抓捕更有力；除此之外，多節(jié)機(jī)械臂11可以為柔性材料制成，增加了柔性材料后，該多節(jié)機(jī)械臂11的靈活度更大，可以多角度地調(diào)整力反饋機(jī)械手13的方向，使得水下的捕撈作業(yè)更靈活，鎖定更精準(zhǔn)。進(jìn)一步地，在多節(jié)機(jī)械臂11上還設(shè)置有彈性裝置，以增加其彈性。柔性及彈性多節(jié)機(jī)械臂的設(shè)計(jì)可以使得原來(lái)為有限自由度的剛性水下機(jī)器人變成具有無(wú)限自由度的柔性水下機(jī)器人，大大提升了水下機(jī)器人的捕撈成功率，可以完成高難度的捕撈任務(wù)。如：當(dāng)追蹤速度較快的魚類時(shí)，當(dāng)發(fā)出命令出擊捕撈的時(shí)刻，剛性多節(jié)機(jī)械臂11方向已確定，在捕撈過(guò)程中若魚類迅速做出反應(yīng)即可能出現(xiàn)逃離捕捉的情況，而具有柔性和彈性的多節(jié)機(jī)械臂11卻還可在捕撈過(guò)程中進(jìn)行方向調(diào)節(jié)，捕撈更靈敏，成功率高。此處，最優(yōu)選的多節(jié)機(jī)械臂11既具有柔性又具有彈性，其次可以為僅具有柔性，或僅具有彈性，再其次為不具有柔性和彈性的剛性多節(jié)機(jī)械臂11。在捕撈方面，以既具有柔性又具有彈性的多節(jié)機(jī)械臂11捕撈效果最好。

進(jìn)一步地，此處還可以為使用魚網(wǎng)進(jìn)行捕撈，魚網(wǎng)在水下機(jī)器人的控制下，布線收網(wǎng)實(shí)現(xiàn)捕撈對(duì)象的捕獲。進(jìn)一步地，完成捕撈作業(yè)的網(wǎng)可以經(jīng)由水下機(jī)器人控制，上浮水面并返航靠岸；也可以通過(guò)魚線或繩索拉扯至水面完成捕撈。

此處魚槍6、機(jī)械手及網(wǎng)，不止可以對(duì)魚類進(jìn)行捕撈，還可以對(duì)水下的其他的物體進(jìn)行捕撈，可以為活體或隨水漂流的其他待捕撈物體。如可以用于深海的垃圾捕撈、或海上事故打撈、或水下勘探物體獲取等。當(dāng)然，在對(duì)活體如魚類的捕撈中，捕撈速度快是捕撈成功的關(guān)鍵因素。此處，可以快速發(fā)射并保證出逃率較低的魚槍6為較優(yōu)的選擇，大片碎屑式的捕撈對(duì)象適用于用網(wǎng)捕撈，而大塊的速度較慢的物體則可使用機(jī)械手進(jìn)行捕撈。

實(shí)施例四

本實(shí)施例為上述實(shí)施例二的進(jìn)一步限定，圖中未示出，所述的水下機(jī)器人內(nèi)安裝有控制器，控制器收集來(lái)自視覺傳感器8和距離傳感器9采集的圖像信息及距離信息，用于鎖定目標(biāo)捕撈對(duì)象。也即控制器為一智能的單元，可以在內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，并輸出控制信號(hào)。一方面控制器收集采集到的信息數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)置的綜合算法程序預(yù)測(cè)目標(biāo)捕撈物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，控制水下機(jī)器人實(shí)現(xiàn)有效鎖定跟蹤；另一方面，對(duì)當(dāng)前的水下跟蹤情況進(jìn)行判斷，自動(dòng)判斷發(fā)出捕撈信號(hào)或接收手動(dòng)的捕撈信號(hào)，將捕撈信號(hào)進(jìn)行處理后傳輸至云臺(tái)，通過(guò)云臺(tái)電機(jī)的控制，使得魚槍相對(duì)本體的角度和位置進(jìn)行調(diào)整以進(jìn)行有效捕撈。其中在對(duì)水下潛在捕撈對(duì)象進(jìn)行跟蹤的過(guò)程中，控制器對(duì)水下機(jī)器人的控制通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)了深度與速度的閉環(huán)，即指控制器實(shí)時(shí)接收深度及速度的變化值，閉環(huán)反饋進(jìn)行調(diào)整。

優(yōu)選的，該控制器還具有消息發(fā)送功能，當(dāng)判斷捕撈裝置捕獲目標(biāo)時(shí)，將捕獲信號(hào)發(fā)送至岸邊的控制端，也即為上所述魚線7或繩索的地面控制端，地面持有魚線7或繩索的使用者接收捕獲信號(hào)，開始將捕獲的物體拉扯至岸上。

實(shí)施例五

如圖5所示，為本實(shí)施例所述的一種水下機(jī)器人的捕撈方法流程圖。具體步驟包括：

S1、水下機(jī)器人采集水下潛在捕撈對(duì)象的信息數(shù)據(jù)，對(duì)采集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以判斷潛在的捕撈對(duì)象的類別及狀態(tài)。水下機(jī)器人在水下自由游動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)設(shè)于其上的裝置，拍攝采集水下潛在捕撈對(duì)象的水體圖像，并通過(guò)獲取的水體圖像，判斷潛在捕撈對(duì)象的種類、體征及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。此處，由水下機(jī)器人的控制器輔佐有數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)判斷，或通過(guò)人工自主判斷。進(jìn)一步地，當(dāng)該水下機(jī)器人用于捕撈魚類時(shí)，通過(guò)拍攝到的水體圖像可以描畫出魚類的外形體征進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)其種類的判斷。進(jìn)一步地，所述水下機(jī)器人的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有各種魚類的信息，可以通過(guò)調(diào)取對(duì)應(yīng)魚類的生活習(xí)性等資料，用于后續(xù)的跟蹤捕撈作業(yè)。

S2、自動(dòng)或手動(dòng)選定目標(biāo)捕撈對(duì)象，并對(duì)捕撈對(duì)象進(jìn)行鎖定。水下機(jī)器人可以根據(jù)當(dāng)前采集的水體圖像，自動(dòng)鎖定目標(biāo)捕撈對(duì)象，也可以手動(dòng)自主選擇鎖定要捕撈的目標(biāo)捕撈對(duì)象。當(dāng)目標(biāo)捕撈對(duì)象被鎖定后，隨著捕撈活動(dòng)的進(jìn)行及水下環(huán)境的變換，可以自動(dòng)或手動(dòng)切換鎖定的目標(biāo)捕撈對(duì)象，以最終實(shí)現(xiàn)有效捕獲為準(zhǔn)。進(jìn)一步地，此處的鎖定是指對(duì)該目標(biāo)捕撈對(duì)象進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，根據(jù)設(shè)于水下機(jī)器人上的裝置測(cè)量目標(biāo)捕撈對(duì)象相對(duì)水下機(jī)器人的距離，以及之前獲取的目標(biāo)捕撈對(duì)象的基本信息，預(yù)測(cè)當(dāng)前跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并同時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)整水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)角度，對(duì)目標(biāo)捕撈對(duì)象以定距離或定速度的方式跟蹤。具體地，此處水下機(jī)器人通過(guò)綜合算法預(yù)測(cè)目標(biāo)捕撈對(duì)象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)在不同光線、角度或被短時(shí)遮擋時(shí)的持續(xù)鎖定跟蹤。進(jìn)一步地，此處通過(guò)調(diào)整布置在水下機(jī)器人內(nèi)部或外部的推進(jìn)器的功率、角度調(diào)整其角度、速度實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)捕撈對(duì)象的跟蹤。進(jìn)一步地，此處水下機(jī)器人跟蹤運(yùn)動(dòng)的控制通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)深度與速度閉環(huán)，使得控制效果更優(yōu)良。

S3、對(duì)鎖定的目標(biāo)捕撈對(duì)象進(jìn)行捕獲。當(dāng)對(duì)當(dāng)前的目標(biāo)捕撈對(duì)象進(jìn)行鎖定和跟蹤，水下機(jī)器人一方面調(diào)整自身的速度和方向，另一方面通過(guò)帶有增穩(wěn)技術(shù)的多軸云臺(tái)對(duì)捕獲裝置進(jìn)行控制。通過(guò)調(diào)整捕獲裝置相對(duì)水下機(jī)器人本體的相對(duì)角度和相對(duì)位置，以合適的角度瞄準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)行發(fā)射并擊中目標(biāo)；或以合適的角度抓取瞄準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)行抓取；或以合適的角度布網(wǎng)對(duì)瞄準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)行捕撈。

進(jìn)一步地，當(dāng)捕獲裝置對(duì)目標(biāo)捕撈對(duì)象實(shí)現(xiàn)捕獲后，發(fā)射出的魚槍、機(jī)械手或魚網(wǎng)，還連接有魚線或繩索，岸上的人員可以通過(guò)魚線或繩索將其拉扯處理。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明方案的范圍內(nèi)。