CN109874722A - 一种无人操控投饵船及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人操控投饵船及其控制方法其技术方案要点是：一种无人操控投饵船，包括投饵船体，投饵船体设置有供鱼饵存放的储备仓、用于将储备仓内鱼饵投入至水中的投饵机构，投饵船体设置有非接触式充电模块、螺旋桨、用于采集图像的摄像头、用于对所述投饵船体精准定位的GPS模块、用于对外收发信号的4G模块，投饵船体设置有与非接触式充电模块、螺旋桨、摄像头、GPS模块、4G模块电信号连接的控制装置；储备仓位于所述投饵船体后部，储备仓开设有供饵料进入的饵料入料口、供饵料排出储备仓的投料口；投饵机构为设置于投料口内的螺旋输送机。本发明通过无人操控投饵船的应用，实现远距离精准投饵，减少人力资源损耗。

Description

一种无人操控投饵船及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种投饵船，尤其涉及到一种无人操控投饵船及其控制方法。
背景技术
随着无人船技术的成熟和发展，无人船的携带功能被不断发掘。在水产养殖方向上，无人操控投饵船逐渐替代原始的人工投饵，相比较人工投饵，无人操控投饵船减少了人工投饵的人力分配，解决了水上的人身安全问题。无人操控投饵船通过准确的GPS定位，根据投饵需求定量投饵，在精准投饵、定量投饵方面也得到了大幅度提高。但市场上现有的无人投饵船，船体大小限制了饵料携带量，在精确定位和定量投饵的技术方面还有待提高，在船体续航能力方面也有待提高。
据统计分析，最近几年我国民用无人操控投饵船的市场需求量大，无人操控投饵船应用前景较好，但在现阶段相关应用还处于尚未形成规模的初级阶段。尤其是无人操控投饵船续航能力，现有电池技术限制了无人操控投饵船的航行里程，无人操控投饵船的续航里程影响其发展的极大短板。由于受到电池技术和充电技术的限制，无人操控投饵船持续工作时间极短，使得其在应用上受到了大大的制约。无人操控投饵船行驶一段时间后就必须返回进行电能补充。现在技术在无人操控投饵船上电池的储存能力已经达到技术瓶颈，如何提高无人操控投饵船的行驶距离，提高使用效率，并能准确执行命令是本领域技术人员亟待解决的技术重点与难点。
因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种无人操控投饵船及其控制方法，通过无人操控投饵船的应用，实现远距离精准投饵，减少人力资源损耗，规避一定的水上安全事故。
本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：一种无人操控投饵船，包括投饵船体，所述投饵船体设置有供鱼饵存放的储备仓、用于将储备仓内鱼饵投入至水中的投饵机构，所述投饵船体设置有非接触式充电模块、螺旋桨、用于采集图像的摄像头、用于对所述投饵船体精准定位的GPS模块、用于对外收发信号的4G模块，所述螺旋桨位于投饵船体尾部，所述摄像头位于所述投饵船体前端，所述投饵船体设置有与所述非接触式充电模块、螺旋桨、摄像头、GPS模块、4G模块电信号连接的控制装置；所述储备仓位于所述投饵船体后部，所述储备仓开设有供饵料进入的饵料入料口、供饵料排出储备仓的投料口；所述投饵机构为设置于所述投料口内的螺旋输送机。
本发明的进一步设置为：所述储备仓内壁设置有用于检测储备仓内饵料余料高度的红外测距模块，所述红外测距模块电信号连接于所述控制装置。
本发明的进一步设置为：所述投饵船体侧壁设置有用于感应所述投饵船体移动方向的方向传感器，所述方向传感器电信号连接于所述控制装置。
本发明的进一步设置为：包括如下步骤：
步骤一：对无人操控投饵船进行初始化设置，无人操控投饵船处于待命状态；
步骤二：通过GPS模块获取无人操控投饵船的GPS定位信息，做好与上位机之间的通信准备工作；
步骤三：通过4G模块实现无人操控投饵船实现与上位机之间的远程通信，可以正常接收指令和发送请求；
步骤四：远程基站发出无线电信息命令给无人操控投饵船的4G模块，无人操控投饵船获得新投饵任务；
步骤五：无人操控投饵船接收到投饵任务后，控制装置设置投饵区域、规划行驶航线，做好出发准备；
步骤六：启动船桨，按照规划好的航线前行，并通过船头安装的摄像头采集航行环境中图像；
步骤七：前置摄像头用于采集航行环境，并通过控制装置判断航线上是否存在障碍物；
步骤八：当控制装置判断航线上存在障碍物，通过控制装置及时执行采用避障策略，控制装置更改航线并使无人操控投饵船规避障碍物，并执行步骤七；
步骤九：若无人操控投饵船航线上无障碍物，无人操控投饵船沿航线航行至指定投饵位置；
步骤十：通过控制模块控制螺旋输送机启动，并通过螺旋输送机将储备仓内的鱼饵投喂至指定投饵位置；
步骤十一：当无人投饵船完成任务操作后，未接收到下一个新任务时，向基站发送返回请求，远程基站发送返回命令，无人投饵船接到命令后返回基地。
本发明的进一步设置为：在步骤十中，无人操控投饵船投料过程中，通过红外测距模块实时监控仓内余料高度情况，并通过控制装置计算得出储备仓内鱼饵的余料量，当储备仓内余料量满足投饵需求时，继续投饵，并检测继续检测电池余量，当储备仓内余料量不足或者电池余量不足时，控制模块装置控制无人操控投饵船返航执行补给任务，同时通过GPS模块记录当前位置。
本发明的进一步设置为：在步骤十中，无人操控投饵船完成补给任务后，返回断点位置记录点，并执行步骤六。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1)非接触式充电模块进行充电有效地避免线路直接接触中的触电危险，同时拥有快速充电、安全可靠的优点；无人操控投饵船船头安装高清摄像头，摄像头用于采集航行区域的环境状态，并及时反馈环境状况，并通过控制装置进行图像处理，及时做好规避障碍策略，实现规避障碍物的及时性和有效性，同时通过GPS模块有效地记录无人操控投饵船的位置便于观察无人操控投饵船是否偏离规定航线，也方便记录无人操控投饵船时间航线，更有利于记录无人操控投饵船的返回点，以便下次抵达返回点；4G模块用于用于接收任务信号、发送请求信号，便于无人操控投饵船和远程基站之间的无线联络；
2)鱼饵通过饵料入料口进入储备仓，并通过螺旋输送机将储备仓内的饵料投喂至水中；
3)通过红外测距模块实时检测余料高度，并通过控制装置计算出仓内余料量，当余料不足需求时，准确记录定位点后返航加料，以保证足量的饵料；
4)通过上述的控制方法可满足无人驾驶船舶抵达指定投饵地点，通过红外距离检测模块可实现定量投放饵料的功能，在行驶过程中，通过摄像头采集航行环境图像并准确分析，能根据航行环境进行及时的反馈和调整航线，通过GPS模块的实时反馈，保证到达位置的准确性和及时性，亦可以准确记录返航点位置，以便补料后准确返回记录点，无人操控投饵船的位置精确、投饵量精准，具有较好的实用性，便于推广运用。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明的系统组成图；
图3为本发明的控制方法流程图。
图中数字所表示的相应部件名称：1、投饵船体；2、摄像头；3、非接触式充电模块；4、GPS模块；5、4G模块；6、控制装置；7、储备仓；8、饵料入料口；9、投料口；10、螺旋桨；11、红外测距模块；12、方向传感器；13、螺旋输送机。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明提出的一种无人操控投饵船，包括投饵船体1，投饵船体1的后部安装有供鱼饵存放的储备仓7，并且投饵船体1安装有将储备仓7内鱼饵投入至水中的投饵机构。其中投饵船体1安装有非接触式充电模块3，非接触式充电模块3是采用电磁感应原理，通过送电线圈和接收线圈之间传输电力，是最接近实用化的一种充电方式，当送电线圈中有交变电流通过时，发送、接收两线圈之间产生交替变化的磁束，由此在次级线圈产生随磁束变化的感应电动势，通过接收线圈端子对外输出交变电流，所述充电方式避免了充电线头的直接连接，避免充电过程中的安全事故的发生。船体的尾部安装有螺旋桨10，在船体前端安装有用于采集图像的摄像头2，并且船体上还安装有GPS模块4、4G模块5以及控制装置6，控制装置6主要包括单片机及其相应的电路，为现有技术，在此不赘述。控制装置6与螺旋桨10内的电机、摄像头2、GPS模块4及4G模块5电信号连接。非接触式充电模块3进行充电有效地避免线路直接接触中的触电危险，同时拥有快速充电、安全可靠的优点；无人操控投饵船船头安装高清摄像头2，摄像头2用于采集航行区域的环境状态，并及时反馈环境状况，并通过控制装置6进行图像处理，及时做好规避障碍策略，实现规避障碍物的及时性和有效性，同时通过GPS模块4有效地记录无人操控投饵船的位置便于观察无人操控投饵船是否偏离规定航线，也方便记录无人操控投饵船时间航线，更有利于记录无人操控投饵船的返回点，以便下次抵达返回点；4G模块5用于用于接收任务信号、发送请求信号，便于无人操控投饵船和远程基站之间的无线联络。
储备仓7上端面开设有供饵料进入的饵料入料口8，并且储备仓7靠近人操控投饵船尾部位置安装有供饵料排出储备仓7的投料口9，投饵机构为安装于于投料口9内的螺旋输送机13，螺旋输送机13与控制模块6电信号连接。这样鱼饵通过饵料入料口8进入储备仓7，并通过螺旋输送机13将储备仓7内的饵料投喂至水中。
在储备仓7的内壁安装有检测储备仓7内饵料余料高度的红外测距模块11，红外测距模块11与控制装置6电信号连接；通过红外测距模块11实时检测余料高度，并通过控制装置6计算出仓内余料量，当余料不足需求时，准确记录定位点后返航加料，以保证足量的饵料。
为了方便辨别方向，投饵船体1侧壁安装有用于感应所述投饵船体1移动方向的方向传感器12，方向传感器12电信号连接于所述控制装置6。通过方向传感器12方便控制装置6辨别投饵船体1的行驶方向。
实施例二，一种用于实施例一所述的无人控制投饵船的控制方法，包括如下步骤：
步骤一：对无人操控投饵船进行初始化设置，无人操控投饵船处于待命状态；
步骤二：通过GPS模块4获取无人操控投饵船的GPS定位信息，做好与上位机之间的通信准备工作；
步骤三：通过4G模块5实现无人操控投饵船实现与上位机之间的远程通信，可以正常接收指令和发送请求；
步骤四：远程基站发出无线电信息命令给无人操控投饵船的4G模块5，无人操控投饵船获得新投饵任务；
步骤五：无人操控投饵船接收到投饵任务后，控制装置6设置投饵区域、规划行驶航线，做好出发准备；
步骤六：启动船桨，按照规划好的航线前行，并通过船头安装的摄像头2采集航行环境中图像；
步骤七：前置摄像头2用于采集航行环境，并通过控制装置6判断航线上是否存在障碍物；
步骤八：当控制装置6判断航线上存在障碍物，通过控制装置6及时执行采用避障策略，控制装置6更改航线并使无人操控投饵船规避障碍物，并执行步骤七；
步骤九：若无人操控投饵船航线上无障碍物，无人操控投饵船沿航线航行至指定投饵位置；
步骤十：通过控制模块控制螺旋输送机13启动，并通过螺旋输送机13将储备仓7内的鱼饵投喂至指定投饵位置；
步骤十一：当无人投饵船完成任务操作后，未接收到下一个新任务时，向基站发送返回请求，远程基站发送返回命令，无人投饵船接到命令后返回基地。
其中在步骤十中，无人操控投饵船投料过程中，通过红外测距模块11实时监控仓内余料高度情况，并通过控制装置6计算得出储备仓7内鱼饵的余料量，当储备仓7内余料量满足投饵需求时，继续投饵，并检测继续检测电池余量，当储备仓7内余料量不足或者电池余量不足时，控制模块装置控制无人操控投饵船返航执行补给任务，同时通过GPS模块4记录当前位置。
并且当无人操控投饵船完成补给任务后，返回断点位置记录点，并执行步骤六。
通过上述的控制方法可满足无人驾驶船舶抵达指定投饵地点，通过红外距离检测模块可实现定量投放饵料的功能，在行驶过程中，通过摄像头2采集航行环境图像并准确分析，能根据航行环境进行及时的反馈和调整航线，通过GPS模块4的实时反馈，保证到达位置的准确性和及时性，亦可以准确记录返航点位置，以便补料后准确返回记录点，无人操控投饵船的位置精确、投饵量精准，具有较好的实用性，便于推广运用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种无人操控投饵船，包括投饵船体(1)，所述投饵船体(1)设置有供鱼饵存放的储备仓(7)、用于将储备仓(7)内鱼饵投入至水中的投饵机构，其特征在于：所述投饵船体(1)设置有非接触式充电模块(3)、螺旋桨(10)、用于采集图像的摄像头(2)、用于对所述投饵船体(1)精准定位的GPS模块(4)、用于对外收发信号的4G模块(5)，所述螺旋桨(10)位于投饵船体(1)尾部，所述摄像头(2)位于所述投饵船体(1)前端，所述投饵船体(1)设置有与所述非接触式充电模块(3)、螺旋桨(10)、摄像头(2)、GPS模块(4)、4G模块(5)电信号连接的控制装置(6)；所述储备仓(7)位于所述投饵船体(1)后部，所述储备仓(7)开设有供饵料进入的饵料入料口(8)、供饵料排出储备仓(7)的投料口(9)；所述投饵机构为设置于所述投料口(9)内的螺旋输送机(13)。
2.根据权利要求1所述的一种无人操控投饵船，其特征在于：所述储备仓(7)内壁设置有用于检测储备仓(7)内饵料余料高度的红外测距模块(11)，所述红外测距模块(11)电信号连接于所述控制装置(6)。
3.根据权利要求1所述的一种无人操控投饵船，其特征在于：所述投饵船体(1)侧壁设置有用于感应所述投饵船体(1)移动方向的方向传感器(12)，所述方向传感器(12)电信号连接于所述控制装置(6)。
4.一种无人操控投饵船的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：对无人操控投饵船进行初始化设置，无人操控投饵船处于待命状态；
步骤二：通过GPS模块(4)获取无人操控投饵船的GPS定位信息，做好与上位机之间的通信准备工作；
步骤三：通过4G模块(5)实现无人操控投饵船实现与上位机之间的远程通信，可以正常接收指令和发送请求；
步骤四：远程基站发出无线电信息命令给无人操控投饵船的4G模块(5)，无人操控投饵船获得新投饵任务；
步骤五：无人操控投饵船接收到投饵任务后，控制装置(6)设置投饵区域、规划行驶航线，做好出发准备；
步骤六：启动船桨，按照规划好的航线前行，并通过船头安装的摄像头(2)采集航行环境中图像；
步骤七：前置摄像头(2)用于采集航行环境，并通过控制装置(6)判断航线上是否存在障碍物；
步骤八：当控制装置(6)判断航线上存在障碍物，通过控制装置6及时执行采用避障策略，控制装置(6)更改航线并使无人操控投饵船规避障碍物，并执行步骤七；
步骤九：若无人操控投饵船航线上无障碍物，无人操控投饵船沿航线航行至指定投饵位置；
步骤十：通过控制模块控制螺旋输送机(13)启动，并通过螺旋输送机(13)将储备仓7内的鱼饵投喂至指定投饵位置；
步骤十一：当无人投饵船完成任务操作后，未接收到下一个新任务时，向基站发送返回请求，远程基站发送返回命令，无人投饵船接到命令后返回基地。
5.根据权利要求4所述的一种无人操控投饵船的控制方法，其特征在于：在步骤十中，无人操控投饵船投料过程中，通过红外测距模块(11)实时监控仓内余料高度情况，并通过控制装置(6)计算得出储备仓(7)内鱼饵的余料量，当储备仓(7)内余料量满足投饵需求时，继续投饵，并检测继续检测电池余量，当储备仓(7)内余料量不足或者电池余量不足时，控制模块装置控制无人操控投饵船返航执行补给任务，同时通过GPS模块(4)记录当前位置。
6.根据权利要求5所述的一种无人操控投饵船的控制方法，其特征在于：在步骤十中，无人操控投饵船完成补给任务后，返回断点位置记录点，并执行步骤六。
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