CN108064811A - 水下移动体和方法 - Google Patents

Abstract

水下移动体和方法。一种水下移动体包括：移动控制单元，其控制水下的移动；检测单元，其在移动控制单元的控制下在水下移动并且检测鱼的位置；和引导单元，其基于由检测单元检测到的鱼的位置来引导鱼。

Description

水下移动体和方法

技术领域

本发明涉及水下移动体和方法。

背景技术

例如，PTL 1公开了一种电源设备，其向在海上或海下移动的移动体供给电力，该电源设备包括发电装置，其使用自然能发电；电池，其存储由发电装置产生的电力；和供给装置，其将电池中存储的电力转换成AC电力并且以非接触方式向移动体供给AC电力。

引用列表

专利文献

[PTL 1]日本特开2013-005593号公报

发明内容

现在，更多的注意力集中于称为水下无人机的小型无人水下移动体，并且期望将通常由人类耗费大量时间和努力完成的任务自动化。例如，当在渔业中捕鱼或喂鱼时，优选地控制要捕捉或喂鱼的移动。

本发明的目的是提供一种水下移动体，例如当捕鱼或喂鱼时，该水下移动体控制要捕捉或要喂的鱼的移动。

根据本发明的第一方面，提供了一种水下移动体，包括：移动控制单元，其控制水下的移动；检测单元，其经由所述移动控制单元的控制在水下移动并且检测鱼的位置；和引导单元，其基于由所述检测单元检测到的所述鱼的位置来引导所述鱼。

本发明的第二方面提供了引导单元，其沿所述鱼远离所述水下移动体移动的方向来引导所述鱼。

本发明的第三方面提供了根据第二方面的水下移动体，其中，所述引导单元产生朝向所述鱼移动以刺激所述鱼的波，并且沿所述鱼远离所述水下移动体移动的方向引导所述鱼。

本发明的第四方面提供了根据第三方面的水下移动体，其中，当提前设置的渔网存在于连接所述水下移动体和所述鱼的虚拟线的延长线上时，所述引导单元产生朝向所述鱼移动的波，并且沿所述渔网的方向引导所述鱼。

本发明的第五方面提供了根据第一方面的水下移动体，其中，所述移动控制单元控制所述水下移动体的移动，以与所述水下移动体周围中存在的其他水下移动体一起以预定编队移动。

本发明的第六方面提供了根据第一方面的水下移动体，其中，基于从拍摄所述水下移动体的周围的图像的成像单元和检测所述水下移动体周围的鱼群的鱼检测器中的至少一个获得的信息，所述检测单元检测所述鱼的鱼种或包括所述鱼的所述鱼群的尺寸。

本发明的第七方面提供了根据第一方面的水下移动体，其中，所述引导单元沿所述鱼更靠近所述水下移动体移动的方向来引导所述鱼。

本发明的第八方面提供了根据第七方面的水下移动体，还包括饵料撒放单元，其在沿所述鱼更靠近所述水下移动体移动的方向引导的所述的鱼上方撒放饵料。

本发明的第九方面提供了根据第七方面的水下移动体，其中，所述引导单元向所述鱼发射光，并且沿所述鱼更靠近所述水下移动体移动的方向来引导所述鱼。

本发明的第十方面提供了根据第九方面的水下移动体，其中，所述引导单元根据所述水下移动体与所述鱼之间的距离来改变向所述鱼发出的所述光的强度。

本发明的第十一方面提供了根据第七方面的水下移动体，其中，所述检测单元拍摄所述水下移动体周围中存在的鱼的图像，以及当由所述检测单元拍摄图像的所述鱼满足预定条件时，所述引导单元沿所述鱼更靠近所述水下移动体移动的方向来引导所述鱼。

本发明的第十二方面提供了根据第十一方面的水下移动体，其中，当由所述检测单元拍摄的所述图像包括多个鱼时，所述引导单元引导所述多个鱼中具有满足预定条件的尺寸或移动速度的鱼。

本发明的第十三方面提供了一种用于实施功能的方法，所述功能包括：控制水下移动；水下移动并检测鱼的位置；以及基于所述检测到的所述鱼的位置来引导所述鱼。

根据本发明的第一方面，例如，当捕捉鱼或喂鱼时，可以控制要捕捉或喂的鱼的移动。

根据本发明的第二方面，与未设置引导鱼所沿的特定方向的情况相比，可以提高引导鱼到远离水下移动体的位置的可能性。

根据本发明的第三方面，与未设置引导鱼所沿的特定方向的情况相比，可以进一步提高引导鱼到远离水下移动体的位置的可能性。

根据本发明的第四方面，与未设置引导鱼所沿的特定方向的情况相比，可以提高朝向提前设置的渔网引导鱼的可能性。

根据本发明的第五方面，与鱼被单个水下移动体引导的情况相比，可以提高沿特定方向引导鱼的可能性。

根据本发明的第六方面，与不使用成像单元和鱼检测器的情况相比，容易识别鱼的鱼种或包括鱼的鱼群的尺寸。

根据本发明的第七方面，与未设置引导鱼所沿的特定方向的情况相比，可以提高朝向水下移动体引导鱼的可能性。

根据本发明的第八方面，与在不引导鱼的状态下在鱼的上方撒放饵料的情况相比，可以提高在目标鱼上撒放饵料的可能性。

根据本发明的第九方面，与未设置引导鱼所沿的特定方向的情况相比，可以进一步提高朝向水下移动体引导鱼的可能性。

根据本发明的第十方面，与向鱼发出具有近似恒定强度的光而与水下移动体与鱼之间的距离无关的情况相比，可以提高朝向水下移动体引导鱼的可能性。

根据本发明的第十一方面，与不考虑要引导的鱼的条件的情况相比，可以提高引导满足预定条件的鱼的可能性。

根据本发明的第十二方面，与不考虑要引导的鱼的尺寸和移动速度的情况相比，可以提高引导由尺寸或移动速度识别的鱼的可能性。

根据本发明的第十三方面，例如，当捕捉鱼或喂鱼时，可以控制要捕捉或喂的鱼的移动。

附图说明

将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式，附图中：

图1是用于概念性地说明根据第一示例性实施方式的整体构造的示例的示意图；

图2是例示了根据第一示例性实施方式的水下无人机的构造示例的图；

图3是例示了根据第一示例性实施方式的控制器的功能构造的示例的框图；

图4A和图4B是用于说明使用水下无人机捕捉鱼群的示例的示意图；

图5是示出了多个水下无人机的编队的示例的示意图；

图6是例示了根据第一示例性实施方式的控制器所执行的处理步骤的示例的流程图；

图7是用于概念性地说明根据第二示例性实施方式的整体构造的示例的示意图；

图8是例示了根据第二示例性实施方式的水下无人机的构造示例的图；

图9是例示了根据第二示例性实施方式的控制器的功能构造的示例的框图；

图10A至图10C是用于说明使用水下无人机的来喂养殖的鱼的示例的示意图；以及

图11是例示了根据第二示例性实施方式的控制器所执行的处理步骤的示例的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。

【第一实施方式】

<整体构造>

图1是用于概念性地说明根据第一示例性实施方式的整体构造的示例的示意图。在第一示例性实施方式中，将一个或多个水下无人机1从能够在水上航行的母船2投入水中。所投入的水下无人机1产生引导传输波，并且航行，以沿提前设置的渔网3的方向引导鱼群(鱼)。在水下无人机1沿渔网3的方向引导鱼群之后，例如，进行从母船2拉动渔网3的作业，并且捕捉被引导到渔网3中的鱼群。

由此，根据第一示例性实施方式的水下无人机1支持渔捞作业，换言之，鱼的捕捉。要注意的是，当将多个水下无人机1投入水中时，如后面描述的，多个水下无人机1以预定编队航行，并且沿渔网3的方向引导鱼群。

<水下无人机的构造>

图2是例示了第一示例性实施方式的水下无人机1的构造示例的图。水下无人机1是水下移动体的示例，并且更具体地，是一种无人水下移动体。

在根据该示例性实施方式的水下无人机1中，功能单元连接到控制器10。包括控制器10的功能单元基本上容纳在采用防水结构的壳体中。电力从电池21向包括控制器10的功能单元供给。电池21是电源的示例，并且使用例如一次电池、二次电池和/或燃料电池。要注意的是，内燃机可以用作电源。要注意的是，例如，可以从诸如母船2的外部经由电缆向水下无人机1供给电力。

控制器10控制构成水下无人机1的单元。控制器10由中央处理单元(CPU)11、只读存储器(ROM)12和随机存取存储器(RAM)13构造。ROM 12存储要由CPU 11执行的程序。CPU11读取ROM 12存储的程序，并且使用作为工作区域的RAM 13来执行程序。CPU 11通过执行各个程序来控制构成水下无人机1的功能单元。

通信器15经由无线通信或有线通信发送和接收无线电波，并且与其他通信装置通信。这里，通信器15与水上的母船2(例如，母船2中设置的通信设备)和水下存在的其他水下无人机1(下文中，除了无人机1之外的其他水下无人机1称为“其他无人机”)进行通信。如下面进一步描述的，通信器15在与母船2通信时，执行无线通信或经由通信线缆的有线通信。在另一方面，通信器15在与水下存在的其他无人机通信时，执行无线通信。

这里，通信器15在执行无线通信时，使用具有10km或更长波长和100km或更短波长的无线电波，称为甚低频无线电波。在甚低频无线电波的情况下，水下发送距离是将近10m。要注意的是，当具有100km或更长波长和1000km或更短波长的无线电波(称为极低频无线电波)用于无线通信时，水下发送距离将近100m。然而，发送距离根据通信在淡水还是海水中执行而变化，并且受水表面上波浪的存在、浊度的存在和水温的影响。

通信器15可以使用用于无线通信的声波。通常，声波的水下发送距离是几百或几千米，并且可以搜索10000m。在该示例性实施方式的情况下，无线电波或声波根据水下无人机1与另一个通信装置之间的距离而使用。例如，当在水下无人机1与母船2之间执行无线通信时，无线电波用于浅水域中，而声波用于深水域中。

振动发生器16是产生用于沿渔网3的方向引导鱼群的引导传输波的振动发生器。引导传输波是例如刺激鱼但鱼并不喜欢的声波，并且示例可以包括具有大约100赫兹(Hz)频率的声波，或具有100分贝(dB)或更大的声压级的声波。

设置照明器17，以照明水下无人机1的操作范围。作为照明器17，例如，使用卤素灯、白色发光二极管(LED)或彩色LED。

设置成像摄像头18，以拍摄水下无人机1的操作范围和水下无人机1的周围的图像。成像摄像头18可以是拍摄静止图像的摄像头或拍摄动态图像的摄像头。所拍摄图像存储在例如RAM 13中。虽然后面将描述细节，但由成像摄像头18拍摄的静止图像和/或动态图像用于识别水下无人机1周围中存在的其他装置和鱼群。下文中，关于由成像摄像头18拍摄的静止图像和动态图像的信息可以总称为“摄像头信息”。

鱼检测声纳19采用超声波检测水下鱼群。鱼检测声纳19获得关于例如鱼群的位置、从水下无人机1到鱼群的距离、鱼群的移动方向、鱼群的移动速度、鱼群的尺寸(捕鱼量)、以及鱼群中的鱼种的信息。所获得的关于鱼群的信息存储在例如RAM 13中。

转向器20用于改变水下无人机1的移动方向。移动方向根据由远程控制或控制器10执行的程序来控制。移动方向不仅包括水平面中的方向，还包括垂直方向(上浮方向和下降方向)。推进器21由例如推进器和使推进器旋转的马达构成。马达具有保护内部不生锈的防水结构。

设置捕捉器22，以由水下无人机1直接捕捉鱼。捕捉器22的示例可以包括用于捕捉鱼的臂状物、鱼叉和渔网。

在该示例性实施方式中，成像摄像头18、鱼检测声纳19分别用作检测单元的示例。而且，振动发生器16用作引导单元的示例。

<控制器的功能构造>

接着，将描述控制器10的功能构造。图3是例示了根据第一示例性实施方式的控制器10的功能构造的示例的框图。控制器10包括位置信息获取器101、其它装置信息获取器102、鱼群掌握器103、移动计算单元104、移动控制器105和发送控制器106。

位置信息获取器101获取各种位置信息。更具体地，位置信息获取器101获取指示水下无人机1投入水中的位置的位置信息(下文中称为“投入位置信息”)、指示已经设置的渔网3的位置的位置信息(下文中称为“渔网位置信息”)、和指示检测到鱼群的位置的位置信息(下文中称为“鱼群位置信息”)。这些信息存储在例如RAM 13中。

这里，投入位置信息经由无线通信或有线通信例如从母船2发送。更具体地，母船2由例如在将水下无人机1投入的位置处的全球定位系统(GPS)获得投入位置信息。在水下无人机1投入水中之前，或在所投入的无人机1开始在水下移动之前，投入位置信息从母船2向水下无人机1发送。要注意的是，例如，水下无人机1本身可以在投入水中之前，由GPS获得投入位置信息。

类似地，渔网位置信息也经由无线通信或有线通信例如从母船2发送。更具体地，例如，母船2由在设置渔网3的位置处的GPS获得渔网位置信息。在水下无人机1投入水中之前，或在将水下无人机1投入之前，渔网位置信息从母船2向水下无人机1发送。要注意的是，母船2不必须经由GPS获得渔网位置信息，但例如，母船2的船员可以向母船2的通信装置或水下无人机1输入渔网位置信息。

类似地，鱼群位置信息也经由无线通信或有线通信例如从母船2发送。更具体地，例如，母船2上安装的鱼检测器检测鱼群，并且获得关于鱼群的位置信息(鱼群位置信息)。在将各个水下无人机1投入水中之前，或者在将各个水下无人机1投入之后，鱼群位置信息从母船2向水下无人机1发送。另选地，母船2可以例如由鱼检测器规律地检测鱼群，并且可以向在水下航行的各个水下无人机1发送鱼群位置信息。而且，例如，水下无人机1的鱼检测声纳19可以获得鱼群位置信息。

其它装置信息获取器102经由使用甚低频无线电波的近场无线通信与水下无人机1周围中的其他无人机交换，并且获取关于其他无人机的信息。这里，其它装置信息获取器102获取例如关于其他无人机的位置信息和关于由其他无人机设置的移动速度和移动方向的信息。另外，其它装置信息获取器102例如，通过向其他无人机发送无线电波或声波，获取关于水下无人机1与其他无人机之间的距离的信息。另外，其它装置信息获取器102基于由成像摄像头18获得的信息获取关于其他无人机的信息。例如，其它装置信息获取器102基于所拍摄的其他无人机的静止图像，获取关于其他无人机的位置和移动方向以及水下无人机1与其他无人机之间的距离的信息。

作为检测单元的示例的鱼群掌握器103基于由成像摄像头18获得的摄像头信息和由鱼群检测声纳19获得的信息掌握关于鱼群的信息。更具体地，鱼群掌握器103基于例如，由成像摄像头18拍摄的静止图像和鱼群检测声纳19的信息，掌握关于鱼群的位置、从水下无人机1到鱼群的距离、鱼群的移动方向、鱼群的移动速度、鱼群的尺寸、以及鱼群中的鱼种的信息。

要注意的是，除了水下无人机1的摄像头信息和鱼群检测声纳19的信息，鱼群掌握器103还可以获得其他无人机的摄像头信息和鱼群检测声纳19的信息。鱼群的位置、鱼群的尺寸和鱼群中的鱼种通过收集关于水下无人机1和其他无人机的信息来精准掌握。

移动计算单元104基于由位置信息获取器101获取的投入位置信息、渔网位置信息和鱼群位置信息，来计算水下无人机1要遵循的移动方向和移动速度。更具体地，例如，移动计算单元104保持捕鱼水域的地图，并且考虑到鱼群的移动方向和移动速度，在地图上预测从由鱼群位置信息指示的位置移动的鱼群的移动路径(鱼群的位置)。然后，移动计算单元104计算水下无人机1遵循的移动方向和移动速度，用于将水下无人机1从水下无人机1投入的位置开始更靠近鱼群移动。例如，在水下无人机1接近鱼群并且水下无人机1与鱼群之间的距离d已经达到预定距离d1之后，移动计算单元104计算水下无人机1要遵循的移动方向和移动速度，以在识别鱼群的移动的同时沿渔网3的方向引导鱼群。

要注意的是，当将多个水下无人机1投入时，移动计算单元104基于由另一个无人机信息获取器102获取的、关于其他无人机的信息，调节各个水下无人机1的移动方向和移动速度，使得多个水下无人机1以预定编队航行。

作为移动控制单元的示例的移动控制器105基于由移动计算单元104计算得的移动方向和移动速度，产生控制信号(移动控制信号)，并且控制转向器20和推进器21。

作为引导单元的示例的发送控制器106基于关于由鱼群掌握器103掌握的鱼群的信息，产生控制信号(发送控制信号)，并且控制振动发生器16，以产生引导传输波。换言之，发送控制器106产生目的地为鱼群的引导传输波，并且沿鱼群远离水下无人机1移动的方向来引导鱼群。

这里，例如，当鱼群掌握器103掌握水下无人机1已经接近鱼群直到水下无人机1与鱼群之间的距离d达到预定距离d2为止的情形时，发送控制器106产生引导传输波。而且，例如，当渔网3存在于鱼群沿从水下无人机1到鱼群的方向的延长线上时，发送控制器106产生朝向鱼群移动的引导传输波，并且沿渔网3的方向引导鱼群。另外，发送控制器106根据水下无人机1与鱼群之间的距离调节引导传输波的强度，并且调节引导传输波的方向，以用引导传输波照射鱼群。

<使用水下无人机捕捉鱼群的示例>

接着，将描述使用水下无人机1捕捉鱼群的示例。图4A和图4B是用于说明使用水下无人机1捕捉鱼群的示例的示意图。

首先，母船2用鱼检测器来检测鱼群，并且基于关于检测到的鱼群的信息移动到捕鱼水域。当母船2到达捕鱼水域时，如图4A例示，母船2的船员将一个或多个水下无人机1投入水中。这里，在经由无线通信或有线通信于水下无人机1与母船2之间可交换数据的状态下，将水下无人机1投入水中。作为附加描述，在将各个水下无人机1投入水中之前，或者在将各个水下无人机1投入之后，位置信息获取器101从母船2获取投入位置信息、渔网位置信息和鱼群位置信息。如上所述，水下无人机1本身可以获得这些位置信息。

接着，移动计算单元104基于投入位置信息、渔网位置信息和鱼群位置信息，计算水下无人机要遵循的移动方向和移动速度。这里，移动计算单元104首先计算移动方向和移动速度，使得水下无人机1接近目标鱼群。

更具体地，例如，移动计算单元104考虑到鱼群的移动方向和移动速度，在地图上预测从由鱼群位置信息指示的位置移动的鱼群的移动路径。然后，移动计算单元104计算水下无人机1的移动方向和移动速度，用于将水下无人机1从水下无人机1投入的位置开始更靠近鱼群移动。另外，移动控制器105基于由移动计算单元104计算得的移动方向和移动速度，控制转向器20和推进器21。

而且，在水下无人机1航行期间，鱼群掌握器103基于摄像头信息和鱼群检测声纳19的信息，掌握关于目标鱼群的信息。如图4B例示，在水下无人机1接近目标鱼群并且水下无人机1与鱼群之间的距离d已经达到预定距离d1时，移动计算单元104计算水下无人机1的移动方向和移动速度，以沿渔网3的方向引导鱼群。换言之，移动计算单元104计算水下无人机1的移动方向和移动速度，以引导鱼群至由渔网位置信息指示的渔网3的位置。

如下面进一步描述的，因为鱼群的移动方向和速度改变，所以水下无人机1在调节水下无人机1的移动方向和移动速度的同时，在水下航行。作为附加描述，在水下无人机1航行期间，移动计算单元104更新预测的鱼群的移动路径(鱼群的位置)，并且例如，定期地计算移动方向和移动速度。要注意的是，由例如从水下无人机1已经投入的位置的移动路径来识别水下无人机1的当前位置。另选地，母船2可以例如，通过在水下使用无线电波或声波，识别水下无人机1的当前位置，并且可以向水下无人机1发送所识别的位置信息。

而且，如图4B例示，当水下无人机1接近目标鱼群并且水下无人机1与目标鱼群之间的距离d已经达到预定距离d2时，发送控制器106控制振动发生器16，以产生引导传输波。发送控制单元106例如，通过对于水下无人机1与鱼群之间的更长距离增大强度，或者对于水下无人机1与鱼群之间的更短距离而降低强度，调节引导传输波的强度。而且，发送控制器106调节引导传输波的方向，以用引导传输波照射鱼群。

这里，当将多个水下无人机1投入时，多个水下无人机1形成编队，以例如围绕鱼群。图5是示出了多个水下无人机的编队的示例的示意图。在图5中例示的示例中，九个水下无人机1(水下无人机1a至1i)以编队航行。更具体地，九个水下无人机1保持在三维倒V形编队，并且沿渔网3的方向引导鱼群。

这里，各个水下无人机1的移动计算单元104基于由另一个无人机信息获取器102获取的关于其他无人机的信息，调节水下无人机1的移动方向和移动速度，使得九个水下无人机1以三维倒V形编队航行。如下面进一步描述的，使用近场无线通信，水下无人机1交换诸如移动方向和移动速度、各个水下无人机1的位置信息、和各个水下无人机1与其他水下无人机1之间的距离的信息。水下无人机1各基于所获取的关于其他水下无人机1的信息，调节各个水下无人机1的移动速度和移动方向，并且以三维倒V形编队航行。

另选地，多个水下无人机1中的一个可以被选为充当命令无人机的亲无人机。在图5例示的示例中，例如，水下无人机1e被设置为亲无人机。在这种情况下，例如，水下无人机1e指示其他水下无人机1中的每一个具有移动速度和移动方向，以保持编队，或者保持水下无人机1与周围的水下无人机1之间的空间。例如，水下无人机1e收集其他水下无人机1的摄像头信息和鱼群检测声纳19的信息，并且掌握关于鱼群的信息。

要注意的是，虽然所有多个水下无人机1中可以发送引导传输波，但多个水下无人机1的仅一部分可以发送引导传输波。在图5例示的示例中，三维倒V形编队的最外侧(外侧)的水下无人机1(水下无人机1a、1b、1h和1i)发送引导传输波。

另选地，编队可以根据鱼群中的鱼种或鱼群的尺寸而改变。例如，提前设置各个鱼种的编队，诸如“在沙丁鱼群的情况下，是三维倒V形编队”或“在金枪鱼群的情况下，是三维倒W形编队”。多个水下无人机1根据目标鱼群中的鱼种而编队航行。类似地，编队可以根据鱼群的尺寸提前设置。另外，编队可以例如，通过对于更大鱼群增大水下无人机1之间的空间或对于更小鱼群减小水下无人机1之间的空间，根据鱼群的尺寸而改变。

另选地，当由鱼群掌握器103掌握的鱼群中的鱼种不是目的鱼种时，或者所掌握的鱼群的尺寸不是目的尺寸时，水下无人机1可以改变目标鱼群。在这种情况下，例如，在海鲷为捕鱼目的并且从摄像头信息掌握的鱼群指示鲱鱼的情况下，水下无人机1可以改变目标鱼群，并且为了另一个目标鱼群而继续航行。另选地，例如，水下无人机1设置鱼群的预定目的尺寸，并且在从摄像头信息掌握的鱼群的尺寸下降低于预定目的尺寸的情况下，水下无人机1可以改变目标鱼群，并且为了另一个目标鱼群而继续航行。

另选地，鱼群掌握器103可以向母船2发送所掌握的鱼群中的鱼种和所掌握的鱼群的尺寸。向母船2发送这些信息允许例如，母船2的船员根据鱼群中的鱼种或鱼群的尺寸确定编队，并且确定是否改变目标鱼群。

<水下无人机的回收>

接着，将描述回收投入水下的水下无人机1的方法。在完成鱼群的引导之后，水下无人机1沿用于捕捉无人机的网的方向航行。更具体地，移动计算单元104基于关于设置用于捕捉无人机的网的位置的位置信息，计算移动方向和移动速度，使得水下无人机1沿用于捕捉无人机的网的方向移动。然后，移动控制器105基于由移动计算单元104计算得的移动方向和移动速度，来控制转向器20和推进器21。当水下无人机1到达用于捕捉无人机的网附近时，水下无人机1被用于捕捉无人机的网捕捉，并且由母船2拉动和回收。

在完成鱼群的引导之后，水下无人机1在母船2附近移动，水下无人机1上所安装的气球中的压缩气体被释放，水下无人机1上浮，并且可以由母船2回收。而且，水下无人机1可以直接移动到捕鱼港口，并且在捕鱼港口处回收，而不是移动到用于捕捉无人机或母船2的网。

另选地，水下无人机1可以根据目标鱼群的鱼种或尺寸确定是否要回收水下无人机1，或者是否继续鱼群的引导。例如，当目标鱼群的鱼种不是目的鱼种时，水下无人机1可以确定继续引导另一鱼群，并且可以继续航行，以将另一鱼群设置为目标。相反，例如，当目标鱼群的鱼种是目的鱼种时，水下无人机1确定向渔网3引导鱼群，并且在引导鱼群之后，水下无人机1可以在用于捕捉无人机的网或母船2附近、或捕鱼港口移动，并且可以被回收。

<由水下无人机执行的处理步骤>

接着，将描述根据该示例性实施方式的水下无人机1的控制器10所执行的处理步骤。图6是例示了根据第一示例性实施方式的控制器10所执行的处理步骤的示例的流程图。

在将水下无人机1投入水下之后，位置信息获取器101获取投入位置信息、渔网位置信息和鱼群位置信息(步骤101)。要注意的是，位置信息获取器101可以在将水下无人机1投入水下之前，获取这些信息。接着，移动计算单元104基于投入位置信息和鱼群位置信息，计算水下无人机1要遵循的移动方向和移动速度，使得水下无人机1接近目标鱼群(步骤102)。另外，移动控制器105基于由移动计算单元104计算得的移动方向和移动速度，控制转向器20和推进器21。作为附加描述，在水下无人机1航行期间，控制器10在地图上更新水下无人机1的当前位置和所预测的鱼群的位置的同时，例如，定期地执行步骤102的处理。

接着，鱼群掌握器103基于摄像头信息和鱼群检测声纳19的信息，确定水下无人机1与目标鱼群之间的距离d是否是预定距离d1或更小(步骤103)。当在步骤103中进行否定判断(否)时，重复执行步骤103的判断，直到水下无人机1与目标鱼群之间的距离下降低于预定距离d1为止。

另一方面，当在步骤103中进行肯定判断(是)时，移动计算单元104计算水下无人机1要遵循的移动方向和移动速度，以沿渔网3的方向引导鱼群(步骤104)。另外，移动控制器105基于由移动计算单元104计算得的移动方向和移动速度，控制转向器20和推进器21。作为附加描述，类似于步骤102的处理，在水下无人机1航行期间，例如，定期地执行步骤104的处理。

接着，鱼群掌握器103基于摄像头信息和鱼群检测声纳19的信息，确定水下无人机1与目标鱼群之间的距离d是否是预定距离d2或更小(步骤105)。当在步骤105中进行否定判断(否)时，重复执行步骤105的确定，直到水下无人机1与目标鱼群之间的距离d下降低于预定距离d2为止。

另一方面，当在步骤105中进行肯定判断(是)时，发送控制器106控制振动发生器16，以产生引导传输波(步骤106)。当鱼群被水下无人机1引导到渔网3中时，鱼群通过从母船2拉动渔网3或捞出所引导的鱼群来捕捉。随后，水下无人机1在用于捕捉无人机的网中被捕捉，或浮到水面，并被回收。完成以下流程。

要注意的是，在上述操作中，可以以任意顺序来执行步骤103和步骤104的一系列处理和步骤105和步骤106的一系列处理。而且，允许步骤103的距离d1与步骤105的距离d2之间的任意大小关系，并且d1和d2可以相等，或者当d1和d2不同时，d1和d2中的任一个可以更大。

如上所述，根据该示例性实施方式的水下无人机1在通过用引导传输波来照射鱼群而航行的同时，沿渔网3的方向引导鱼群。被引导到渔网3中的鱼群通过进行拉动渔网3的作业来捕捉。例如，通过使用根据该示例性实施方式的水下无人机1，捕鱼中的渔获量增大。

而且，在该示例性实施方式中，水下无人机1可以经由捕捉器22直接捕捉被引导到渔网3中的鱼。在这种情况下，水下无人机1朝向例如在水下无人机1周围的预定范围中正在游的鱼扔投臂状物、鱼叉或渔网。另选地，水下无人机1可以具有通过刺激鱼使鱼的移动减速的、诸如枪的单元。例如，水下无人机1可以从枪发射子弹，以击中鱼，并且使鱼的移动减速，随后，可以由捕捉器22来捕捉鱼。

另外，在该示例性实施方式中，可以使用用于运输的水下无人机1，其向捕鱼港口运输所捕捉的鱼。在这种情况下，用于运输的水下无人机1设置有例如用于运输鱼的渔网。用于运输的水下无人机1例如用捕捉器22来捕捉鱼，并且在用于运输的渔网中容纳鱼，且向捕鱼港口运输鱼。而且，用于运输的水下无人机1在捕鱼港口与渔网3(或母船2)之间来往，以运输鱼。另外，用于运输的水下无人机1可以根据所捕捉的鱼群中的鱼种或渔获量，改变运输目的地。例如，当捕捉沙丁鱼时，用于运输的水下无人机1向已经被预先指定为沙丁鱼的运输目的地的捕鱼港口运输沙丁鱼。要注意的是，作为用于运输的水下无人机1，可以使用与用于鱼群引导的水下无人机1的类型不同的水下无人机，或者可以使用相同类型的水下无人机。

而且，在该示例性实施方式中，水下无人机1发送刺激鱼且鱼不喜欢的引导传输波。然而，水下无人机1不必被构造为发送这种引导传输波。例如，水下无人机1可以发送吸引鱼并且鱼喜欢的、以将鱼群引导到渔网3中的引导传输波。而且，例如，水下无人机1可以发送诸如紫外线波长光的光，并且通过采用朝向光移动的鱼行为(趋光性)，可以将鱼群引导到渔网3中。

而且，在该示例性实施方式中，将水下无人机1从母船2投入。然而，不限于该构造，水下无人机1可以从例如捕鱼港口投入。在这种情况下，水下无人机1可以如上所述与母船2(母船2中设置的通信装置)交换各种信息，或者可以与捕鱼港口中设置的通信装置交换各种信息。

而且，在该示例性实施方式中，移动计算单元104计算水下无人机1的移动方向和移动速度。然而，本发明不限于该构造。例如，母船2可以计算水下无人机1的移动方向和移动速度，并且可以向水下无人机1发送计算得的移动方向和移动速度。

【第二示例性实施方式】

<整体构造>

图7是用于概念性地说明根据第二示例性实施方式的整体构造的示例的示意图。在第二示例性实施方式中，将水下无人机1在养殖鱼区域中投入水下。投入水下的水下无人机1经由成像摄像头18拍摄所养殖鱼的图像，并且在养殖鱼区域中的养殖鱼之中识别较小养殖鱼和游速慢的养殖鱼。而且，水下无人机1接近所识别的养殖鱼，由集鱼灯24发出诸如紫外线波长光的光，并且采用鱼的趋光性向水下无人机1引导养殖鱼。水下无人机1在所引导的养殖鱼上方从饵料撒放器25撒放饵料。

这样，根据第二示例性实施方式的水下无人机1支持捕鱼操作，换言之，鱼的养殖。在该示例性实施方式中，与第一示例性实施方式中相同的组件用相同附图标记来表示，并且省略其详细的描述。

<水下无人机的构造>

图8是例示了根据第二示例性实施方式的水下无人机1的构造示例的图。根据该示例性实施方式的水下无人机1与图2例示的水下无人机1的区别在于不使用鱼群检测声纳19，但使用发出诸如紫外线波长光的光的集鱼灯24和撒放饵料的饵料撒放器25。

集鱼灯24发出用于向水下无人机1引导养殖鱼的光。作为集鱼灯24，可以使用任何灯，只要灯发出吸引养殖鱼的光即可，并且例如，使用卤素灯、白色LED或彩色LED。饵料撒放器25在养殖鱼上方撒放饵料。饵料撒放器25由例如存储用于养殖鱼的饵料的罐、从罐吸出饵料并且在水下发送饵料的发送装置、和驱动发送装置的马达。马达具有保护内部不生锈的防水结构。

在该示例性实施方式中，成像摄像头18用作检测单元的示例。而且，集鱼灯24用作引导单元的示例。而且，饵料撒放器25用作饵料撒放单元的示例。

<控制器的功能构造>

接着，将描述控制器10的功能构造。图9是例示了根据第二示例性实施方式的控制器10的功能构造的示例的框图。控制器10包括养殖鱼识别器111、集鱼灯控制器112、饵料撒放控制器113、充电控制器114、通知器115、位置信息获取器116和移动控制器117。

这里，控制器10以三种工作模式(工作方式)：观察模式、支持模式和充电模式来控制各个功能单元。观察模式是拍摄鱼养殖区域中养殖鱼的图像并且观察养殖鱼的模式。支持模式是通过引导养殖鱼并在养殖鱼上方撒放饵料来支持鱼的养殖的模式。充电模式是对电池23进行充电的模式。控制器10例如每天预定次数地在观察模式、支持模式和充电模式各模式下操作，并且执行自动养殖支持。

作为检测单元的示例的养殖鱼识别器111在观察模式下识别要喂的养殖鱼。这里，养殖鱼识别器111基于由成像摄像头18获得的摄像头信息，识别满足对于要喂的鱼的条件(预定条件)的养殖鱼的位置。例如，诸如小于其他养殖鱼的养殖鱼和游速慢的养殖鱼的养殖不佳的鱼和不健康的养殖鱼从鱼养殖区域中被识别为要喂的鱼。

更具体地，例如，通过比较距水下无人机1距离相同的养殖鱼的尺寸，识别较小的养殖鱼。例如，当掌握从水下无人机1到养殖鱼的距离和静止图像上养殖鱼的尺寸时，还可以估计养殖鱼的实际尺寸。这样，养殖鱼识别器111通过比较养殖鱼的尺寸，从鱼养殖区域中的养殖鱼将较小的养殖鱼识别为要喂的鱼。另选地，养殖鱼识别器111可以将尺寸小于预定阈值的养殖鱼识别为要喂的鱼。

类似地，例如，通过比较距水下无人机1相同距离的养殖鱼的游速，识别较慢速度的养殖鱼。例如，当水下无人机1到养殖鱼的距离和静止图像上养殖鱼的尺寸掌握时，还可以估计养殖鱼的实际尺寸。这样，养殖鱼识别器111通过比较养殖鱼的速度，从鱼养殖区域中的养殖鱼将较慢的养殖鱼识别为要喂的鱼。另选地，养殖鱼识别器111可以将速度慢于预定速度的养殖鱼识别为要喂的鱼。要注意的是，例如，通过向养殖鱼发送无线电波和声波，测量从水下无人机1到养殖鱼的距离。

在支持模式下，作为引导单元的示例的集鱼灯控制器112产生控制信号(集鱼灯控制信号)并且控制集鱼灯24，以由养殖鱼识别器111向要喂的所识别的养殖鱼(下文中，称为目标鱼)发射光。换言之，集鱼灯控制器112控制钓鱼光24，以向目标鱼发射光，使得目标鱼沿更靠近水下无人机1的方向引导。

这里，例如，当水下无人机1接近目标鱼并且水下无人机1与目标鱼之间的距离d已经达到预定距离d3时，集鱼灯控制器112执行控制，以向目标鱼发射光。另选地，集鱼灯控制器112可以根据水下无人机1与目标鱼之间的距离来调节光的强度。例如，通过针对水下无人机1与目标鱼之间的更长距离增大强度，或者针对水下无人机1与目标鱼之间的更短距离而减小强度，集鱼灯控制器112调节引导光的强度。

在支持模式下，作为饵料撒放单元的示例的饵料撒放控制器113产生控制信号(饵料撒放控制信号)，并且控制饵料撒放器25，以在要被引导到水下无人机1的目标鱼上方撒放饵料。这里，例如，当水下无人机1接近目目标鱼并且水下无人机1与目标鱼之间的距离d已经达到预定距离d4时，饵料撒放控制器113执行控制，以在目标鱼上方撒放饵料。另选地，饵料撒放控制器113例如根据目标鱼的尺寸和游泳速度以及水下无人机1与目标鱼之间的距离，可以改变要撒放的饵料量。另外，饵料撒放控制器113可以根据例如目标鱼的位置，调节撒放饵料所沿的方向。

在充电模式下，充电控制器114产生控制信号(充电控制信号)并且控制电池23的充电，以对电池23进行充电。这里，电池23的充电由安装在水面上或水下的充电站(未例示)执行。充电站设置有充电装置，其通过使电流流到电池23中来存储电荷。

在充电模式下，通知器115经由无线通信或有线通信向外部中央管理服务器(未例示)发送由成像摄像头18获得的摄像头信息和关于养殖鱼上方撒放的饵料的信息。

位置信息获取器116获取由鱼养殖区域的端部处安装的浮标(未例示)发送的、关于水下无人机1的位置信息。要注意的是，例如，通过在水中使用无线电波或声波，浮标识别水下无人机1的当前位置。

在观察模式和支持模式下，作为移动控制单元的示例的移动控制器117产生用于控制水下无人机1的移动方向和移动速度的控制信号(移动控制信号)，并且控制转向器20和推进器21。更具体地，在观察模式下，移动控制器117根据程序控制转向器20和推进器21，使得水下无人机1在鱼养殖水域自主航行。这里，移动控制器117基于例如由位置信息获取器116获取的、关于水下无人机1的位置信息，控制水下无人机1的移动方向和移动速度。另外，在支持模式下，移动控制器117控制转向器20和推进器21，以跟随和接近目标鱼。当完成在目标鱼上方撒放饵料时，移动控制器117控制转向器20和推进器21，以使水下无人机1移动到充电站。

<使用水下无人机喂养殖的鱼的示例>

接着，将描述使用水下无人机1喂养殖的鱼的示例。图10A至图10C是用于说明使用水下无人机1来喂养殖的鱼的示例的示意图。

首先，如图10A例示，在观察模式下，水下无人机1在由成像摄像头18拍摄鱼养殖区域中的养殖鱼的图像的同时航行。这里，养殖鱼识别器111基于由成像摄像头18获得的摄像头信息，识别要喂的养殖鱼。例如，养殖鱼识别器111基于由成像摄像头18获得的、水下无人机1周围的静止图像，将所拍摄的多个养殖鱼中较小的养殖鱼识别为要喂的鱼。在图10A例示的示例中，养殖鱼4被识别为要喂的鱼。

接着，水下无人机1从观察模式转变成支持模式。当转变成支持模式时，如图10B例示，移动控制器117控制转向器20和推进器21，以跟随和接近养殖鱼4。而且，如图10C例示，当水下无人机1接近养殖鱼4并且水下无人机1与养殖鱼4之间的距离d已经达到预定距离d3时，集鱼灯控制器112控制集鱼灯24，以向养殖鱼4发射光5。而且，当水下无人机1接近养殖鱼4并且水下无人机1与养殖鱼4之间的距离d已经达到预定距离d4时，饵料撒放控制器113控制饵料撒放器25，以在养殖鱼4上撒放饵料6。

当完成在养殖鱼4上撒放饵料时，水下无人机1移动到充电站。当水下无人机1到达充电站时，从支持模式转变为充电模式。充电控制器114执行控制，以对电池23进行充电。而且，通知器115向中央管理服务器发送摄像头信息和指示已经在养殖鱼4上撒放饵料的信息。当完成充电时，水下无人机1从充电模式转变成观察模式，并且继续在养殖鱼上方撒放饵料。要注意的是，在完成在养殖鱼4上撒放饵料之后，当电池23仍然具有存储电的容量时，换言之，当存储电的剩余容量大于或等于阈值时，可以转变为观察模式而不是充电模式。

这里，当基于摄像头信息识别要喂的养殖鱼，然后从观察模式转变为支持模式时，无法确定所识别的养殖鱼属于哪个鱼养殖区域。而且，当从观察模式转变成支持模式时，已识别的养殖鱼可能已经移动到不允许要识别的水下无人机1的位置。由此，上面标记了唯一识别各个养殖鱼的编号的标签可以附到各个养殖鱼。在这种情况下，水下无人机1在观察模式下识别要喂的养殖鱼的编号。当从观察模式转变成支持模式时，水下无人机1搜索附有已识别编号的标签的养殖鱼，并且在养殖鱼上方撒放饵料。

<由水下无人机执行的处理步骤>

接着，将描述根据该示例性实施方式的水下无人机1的控制器10所执行的处理步骤。图11是例示了根据第二示例性实施方式的控制器10所执行的处理步骤的示例的流程图。这里，在水下无人机1首先在观察模式下航行的假设下给出描述。

在观察模式下，水下无人机1航行，同时拍摄存在于鱼养殖区域中的养殖鱼的图像(步骤201)。接着，养殖鱼识别器111基于来自成像摄像头18的摄像头信息，识别要喂的养殖鱼(步骤202)。接着，移动控制器117控制转向器20和推进器21，以跟随和接近要喂的已识别的养殖鱼(目标鱼)(步骤203)。

接着，集鱼灯控制器112控制集鱼灯24，以向目标鱼发射光(步骤204)。在步骤204中，集鱼灯控制器112例如确定水下无人机1与目标鱼之间的距离d是否是预定距离d3或更小。当距离d是预定距离d3或更小时，集鱼灯控制器112控制集鱼灯24以向目标鱼发射光。另一方面，当距离d大于预定距离d3时，集鱼灯控制器112不控制集鱼灯24发射光。

接着，饵料撒放控制器113控制饵料撒放器25，以在目标鱼上方撒放饵料(步骤205)。在步骤205中，饵料撒放控制器113例如确定水下无人机1与目标鱼之间的距离d是否是预定距离d4或更小。当距离d是预定距离d4或更小时，饵料撒放控制器113控制饵料撒放器25在目标鱼上方撒放饵料。另一方面，当距离d大于预定距离d4时，饵料撒放控制器113不控制饵料撒放器25撒放饵料。

在完成在养殖鱼4上撒放饵料之后，移动控制器117控制转向器20和推进器21，以使水下无人机1移动到充电站(步骤206)。当水下无人机1到达充电站时，从支持模式向充电模式转变，并且充电控制器114执行控制，以对电池23进行充电(步骤207)。随后，通知器115向中央管理服务器发送摄像头信息和指示已经在养殖鱼4上撒放饵料的信息(步骤208)。然后，完成处理流程。在完成充电之后，再次开始步骤201的处理，从而从充电模式转变成观察模式。

要注意的是，上述操作中的步骤204和步骤205可以以任意顺序来执行。而且，允许步骤204的距离d3与步骤205的距离d4之间的任何大小关系，并且当d3和d4不同时，d3和d4中的任一个可以更大。

如上所述，根据该示例性实施方式的水下无人机1从鱼养殖区域中的养殖鱼将养殖不佳的鱼或不健康的养殖鱼识别为要喂的养殖鱼。水下无人机1接近要喂的所识别的养殖鱼，并且通过发射光沿水下无人机1的方向引导养殖鱼，并且撒放饵料。

例如，当撒放饵料，而未识别撒放饵料的目标养殖鱼时，仅良好养殖的鱼或健康的养殖鱼吃饵料，而养殖不佳的鱼或不健康的养殖鱼可能仅吃少量饵料。因此，在养殖鱼中，某个养殖鱼可能成长且大，而某个养殖鱼可能不长大且保持小。由此，通过使用根据该示例性实施方式的水下无人机1，饵料在要喂的养殖鱼上方集中撒放，诸如养殖不佳的鱼或不健康的养殖鱼。

而且，在该示例性实施方式中，水下无人机1发出诸如紫外线波长光的光，以将养殖鱼引导到水下无人机1。然而，水下无人机1不必被构造为发射光。例如，水下无人机1可以发送吸引鱼且受鱼喜欢的、诸如声波的引导传输波，以沿水下无人机1的方向引导养殖鱼。

而且，在该示例性实施方式中，电池23已经被描述为用于充电的电池(二次电池、燃料电池)。然而，例如，内燃机可以用作一次电池或电源。另外，可以例如经由电缆从诸如母船2的外部向水下无人机1供给电力。当电池23不是用于充电的电池时，水下无人机1在观察模式下或支持模式下操作，而不转变成充电模式。

另选地，在该示例性实施方式中，类似于第一示例性实施方式，水下无人机1可以经由捕捉器22来捕捉养殖鱼。在这种情况下，水下无人机1例如，经由成像摄像头18拍摄养殖鱼的图像，并且识别成长的养殖鱼，换言之，具有预定尺寸或更大的养殖鱼。例如，当已识别的养殖鱼接近并进入水下无人机1周围的预定范围时，水下无人机1向养殖鱼扔臂状物、鱼叉或渔网，以捕捉鱼。

另选地，在该示例性实施方式中，水下无人机1可以引导诸如养殖不佳的鱼或不健康的养殖鱼的要喂的养殖鱼到具有很多饵料的水域，而不是从饵料撒放器25向这种养殖鱼提供饵料。例如，水下无人机1从鱼养殖区域中的养殖鱼识别要喂的养殖鱼。然后，水下无人机1接近所识别的要喂的养殖鱼，并且沿水下无人机1的方向引导养殖鱼。随后，水下无人机1移动到具有许多饵料的水域，同时将养殖鱼引导到水下无人机1。这样，养殖鱼可以通过将养殖鱼引导到具有许多饵料的水域而被喂。

要注意的是，虽然上面已经描述了各种实施方式和修改例，但可以自然组合这些实施方式和修改例。本公开不限于上面描述的示例性实施方式，并且可以在不偏离本公开的精神的范围中以各种实施方式执行。

对本发明的示例性实施方式的上述说明是为了例示和说明的目的而提供的。并非旨在对本发明进行穷尽，或者将本发明限于所公开的精确形式。显而易见的是，很多修改例和变型例对于本领域技术人员是明显的。选择了实施方式进行说明以最好地解释本发明的原理及其实际应用，以使本领域其它技术人员能够理解本发明的各种实施方式，以及适合于所设想的具体用途的各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (13)

1.一种水下移动体，该水下移动体包括：

移动控制单元，该移动控制单元控制水下的移动；

检测单元，该检测单元在所述移动控制单元的控制下在水下移动并且检测鱼的位置；以及

引导单元，该引导单元基于由所述检测单元检测到的所述鱼的位置来引导所述鱼。

2.根据权利要求1所述的水下移动体，

其中，所述引导单元沿所述鱼远离所述水下移动体移动的方向来引导所述鱼。

3.根据权利要求2所述的水下移动体，

其中，所述引导单元产生朝向所述鱼移动以刺激所述鱼的波，并且沿所述鱼远离所述水下移动体移动的方向引导所述鱼。

4.根据权利要求3所述的水下移动体，

其中，当提前设置的渔网存在于连接所述水下移动体和所述鱼的虚拟线的延长线上时，所述引导单元产生朝向所述鱼移动的波，并且沿所述渔网的方向引导所述鱼。

5.根据权利要求1所述的水下移动体，

其中，所述移动控制单元控制所述水下移动体的移动，以与所述水下移动体周围中存在的其他水下移动体一起以预定编队移动。

6.根据权利要求1所述的水下移动体，

其中，基于从拍摄所述水下移动体的周围的图像的成像单元和检测所述水下移动体周围的鱼群的鱼检测器中的至少一个获得的信息，所述检测单元检测所述鱼的鱼种或包括所述鱼的所述鱼群的尺寸。

7.根据权利要求1所述的水下移动体，

其中，所述引导单元沿所述鱼更靠近所述水下移动体移动的方向来引导所述鱼。

8.根据权利要求7所述的水下移动体，所述水下移动体还包括：

饵料撒放单元，该饵料撒放单元在沿所述鱼更靠近所述水下移动体移动的方向引导的所述鱼的上方撒放饵料。

9.根据权利要求7所述的水下移动体，

其中，所述引导单元向所述鱼发射光，并且沿所述鱼更靠近所述水下移动体移动的方向来引导所述鱼。

10.根据权利要求9所述的水下移动体，

其中，所述引导单元根据所述水下移动体与所述鱼之间的距离来改变向所述鱼发出的所述光的强度。

11.根据权利要求7所述的水下移动体，

其中，所述检测单元拍摄所述水下移动体周围中存在的鱼的图像，以及

当由所述检测单元拍摄图像的所述鱼满足预定条件时，所述引导单元沿所述鱼更靠近所述水下移动体移动的方向来引导所述鱼。

12.根据权利要求11所述的水下移动体，

其中，当由所述检测单元拍摄的所述图像包括多个鱼时，所述引导单元引导所述多个鱼中具有满足预定条件的尺寸或移动速度的鱼。

13.一种存储程序的永久计算机可读介质，程序使计算机实施功能，所述功能包括：

控制水下移动；

水下移动并检测鱼的位置；以及

基于所述检测到的所述鱼的位置来引导所述鱼。