CN112947499A - 基于浮标的水下机器人控制系统、方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水下机器人控制领域，提供了一种基于浮标的水下机器人控制系统、方法、电子设备及存储介质，该系统通过接收基站发出的第一控制指令，提取第一控制指令包含的指令信息；将指令信息加载到光源阵列上，通过光源阵列生成携带指令信息的第一光波；向水下机器人发射第一光波，水下机器人解析第一光波包含的指令信息，并根据指令信息执行与指令信息对应的动作。本发明将浮标作为中继器实现近浅海区域中水下机器人与陆地的基站进行数据通信，使基站与水下机器人之间能够进行数据隔空传输，代替了现有水下通信需要通过线缆连接水下机器人与陆地的基站实现通信的通信方式，解决由于水下环境复杂，带线缆工作容易发生不可控的意外的问题。
Description
技术领域
本发明涉及水下机器人控制领域，尤其涉及一种基于浮标的水下机器人控制系统、方法、设备及介质。
背景技术
科学技术的不断发展，为海洋世界的探索提供了技术支持，但是就目前技术来讲，水下机器人技术发展落后于陆地机器人，由于无线电信号在水下环境中衰减较为严重，目前的水下机器人如果采用无线电传输接收基站发出的控制指令的话，不能离陆地的基站太远，这样就造成了活动范围的局限性，不利于水下追踪和探索。
而如果采用例如线缆等有线传输的方式，由于水下环境复杂，带线缆工作容易发生不可控的意外。因此，需要提供一种能够解决上述技术问题的方案，实现远程控制水下机器人进行水下作业，并能够让陆地上的基站与水下机器人更好地进行通信。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于浮标的水下机器人控制系统、方法、设备及介质，旨在解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明一方面提供一种基于浮标的水下机器人控制系统，该方法包括：
接收步骤：所述处理模块接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，提取所述第一控制指令包含的指令信息；
生成步骤：将所述指令信息加载到所述光源阵列上，通过光源阵列生成携带所述指令信息的第一光波；及
执行步骤：将所述第一光波传输给所述水下机器人，所述水下机器人解析所述第一光波包含的所述指令信息，并根据所述指令信息执行与所述指令信息对应的动作。
优选地，该方法还包括跟随步骤：
实时监测所述浮标与水下机器人在水平方向上是否发生相对移动，
若所述浮标与水下机器人在水平方向上发生相对移动，则根据预设的跟随算法确定所述浮标与水下机器人的偏移方向；
驱动所述浮标按照所述偏移方向移动至所述水下机器人的当前位置的正上方。
优选地，所述浮标底部中心位置设有第一探测器，及分布在所述第一探测器四周分别对应不同方向的第二探测器，所述跟随算法包括：
预设当所述水下机器人正对所述浮标下方时，所述第一探测器的电压值U0的初始状态为V1，所述第二探测器的电压值U1的初始状态为0；
当监测到U0减小，且U1增大时，获取与U1增大对应的所述第二探测器的目标方向；
驱动所述浮标沿所述目标方向移动，直至U0和U1恢复初始状态。
优选地，该方法还包括定点控制步骤：
接收基站发出的用于控制所述水下机器人定点作业的第二控制指令，通过光源阵列生成用于指引所述水下机器人对准所述浮标的第二光波，向所述水下机器人不间断地发射所述第二光波；及
所述水下机器人实时接收所述第二光波，基于预设的定位规则，控制所述水下机器人保持在所述浮标当前位置的正下方。
优选地，所述水下机器人顶部设有多个分别对应不同方向的第三探测器，所述定位规则包括：
以所述基站为基准RTK-GPS，并设定所述浮标为移动信号站；
预设当所述水下机器人正对所述浮标下方时，所述第三探测器的电压值U2的初始状态为0；
当监测到U2增大时，获取与U2增大对应的所述第三探测器的目标方向；
驱动所述水下机器人沿所述目标方向移动，直至U2恢复初始状态。
优选地，所述第一控制指令用于控制所述水下机器人采集水下图像，并将所述水下图像回传所述浮标，或用于控制所述水下机器人按照预设方向前进预设距离。
为实现上述目的，本发明还进一步提供一种基于浮标的水下机器人控制方法，系该统包括：
接收模块，用于接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，提取所述第一控制指令包含的指令信息；
生成模块，用于将所述指令信息加载到光源阵列上，通过光源阵列生成携带所述指令信息的第一光波；及
执行模块，用于将所述第一光波传输给所述水下机器人，所述水下机器人解析所述第一光波包含的所述指令信息，并根据所述指令信息执行与所述指令信息对应的动作。
优选地，该系统还包括跟随模块，用于实时监测所述浮标与水下机器人在水平方向上是否发生相对移动，若所述浮标与水下机器人在水平方向上发生相对移动，则根据预设的跟随算法确定所述浮标与水下机器人的偏移方向；驱动所述浮标按照所述偏移方向移动至所述水下机器人的当前位置的正上方。
为实现上述目的，本发明还进一步提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有基于浮标的水下机器人控制程序，所述基于浮标的水下机器人控制程序被所述处理器执行时实现如上述的基于浮标的水下机器人控制方法的步骤。
为实现上述目的，本发明进一步提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于浮标的水下机器人控制程序，所述基于浮标的水下机器人控制程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上述的基于浮标的水下机器人控制方法的步骤。
本发明提出的基于浮标的水下机器人控制系统、方法、设备及介质，该系统通过接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，提取所述第一控制指令包含的指令信息；将所述指令信息加载到光源阵列上，通过光源阵列生成携带所述指令信息的第一光波；向所述水下机器人发射所述第一光波，所述水下机器人解析所述第一光波包含的所述指令信息，并根据所述指令信息执行与所述指令信息对应的动作。本发明利用水下光通信技术，将浮标作为中继器实现近浅海区域中水下机器人与陆地的基站进行数据通信，使基站与水下机器人之间能够进行数据隔空传输，代替了现有水下通信需要通过线缆连接水下机器人与陆地的基站实现通信的通信方式，解决由于水下环境复杂，带线缆工作容易发生不可控的意外的问题。本发明也能解决普通无线电传输方式无法很好地进行水下和地面数据交互的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于浮标的水下机器人控制方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的基于浮标的水下机器人控制系统的模块示意图；
图3为本发明一实施例提供的实现基于浮标的水下机器人控制方法的电子设备的内部结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术本实施例及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术本实施例可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术本实施例的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术本实施例的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种基于浮标的水下机器人控制系统。参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于浮标的水下机器人控制系统的流程示意图。该方法可以由一个系统执行，该系统可以由软件和/或硬件实现。
在本实施例中，本方案利用水下光通信技术，将浮标作为中继器实现近浅海区域中水下机器人与陆地的基站进行数据通信，使基站与水下机器人之间能够进行数据隔空传输，代替了现有水下通信需要通过线缆连接水下机器人与陆地的基站实现通信的通信方式，解决由于水下环境复杂，带线缆工作容易发生不可控的意外的问题。本方案也能解决目前所采用的普通无线电传输(例如WiFi、4G技术)存在无线电信号在水下环境中衰减较为严重的问题。
具体地，该基于浮标的水下机器人控制系统包括：
S110，接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，提取所述第一控制指令包含的指令信息。
在本实施例中，通过安装在浮标上处理模块(例如ARM处理器)接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，并提取第一控制指令包含的指令信息。第一控制指令用于控制水下机器人采集水下图像，并将水下图像回传浮标，浮标再将水下机器人回传的图像数据返回给基站供研究人员分析水下情况。第一控制指令也可以用于控制水下机器人按照预设方向前进预设距离，例如往东面前进200米。
S120，将所述指令信息加载到所述光源阵列上，通过光源阵列生成携带所述指令信息的第一光波。
在本实施例中，浮标上还安装有与处理模块电连接的光源阵列，优选为发散角更小、聚光性更好的LD光源，LD光源采用470nm的蓝光波段或者是520nm的绿光波段。光源阵列用于生成携带指令信息的第一光波。
S130，向所述水下机器人发射所述第一光波，所述水下机器人解析所述第一光波包含的所述指令信息，并根据所述指令信息执行与所述指令信息对应的动作。
在本实施例中，通过光源阵列将第一光波传输给水下机器人，水下机器人解析第一光波包含的指令信息，并根据指令信息执行与指令信息对应的动作。例如执行采集水下图像，并将水下图像回传浮标，浮标再将水下机器人回传的图像数据返回给基站供研究人员分析水下情况。也可以执行按照预设方向前进预设距离，例如往东面前进200米。
在一具体的实施例中，通过ARM处理器1实现控制信息的编码与调制，处理后的信号输出给驱动电路，驱动电路将信号加载到光源阵列上，第一光波作为信息传输载体实现浮标与水下机器人的通信。水下机器人接收指令采集图像或视频信息，通过光通信将信息传输回浮标，浮标上的探测器探测到光信号后，将信息传输给ARM处理器实现信号的解调与译码，最终将水下图像或视频信息传输给基站供研究人员分析水下情况。
在另一实施例中，该方法还包括跟随步骤：
实时监测所述浮标与水下机器人在水平方向上是否发生相对移动，
若所述浮标与水下机器人在水平方向上发生相对移动，则根据预设的跟随算法确定所述浮标与水下机器人的偏移方向；
驱动所述浮标按照所述偏移方向移动至所述水下机器人的当前位置的正上方。
在本实施例中，在结构方面，浮标底部中心位置设有第一探测器(例如光电探测器)，及分布在所述第一探测器四周分别对应不同方向的第二探测器(例如红外传感器)。通过在监测到浮标与水下机器人在水平方向上发生相对移动时，根据预设的跟随算法确定浮标与水下机器人的偏移方向，并驱动浮标按照偏移方向移动至水下机器人的当前位置的正上方，实现浮标始终跟随水下机器人移动，并保持在水下机器人的正上方保证浮标与水下机器人能够正常进行数据通信。
跟随算法包括：
预设当所述水下机器人正对所述浮标下方时，所述第一探测器的电压值U0的初始状态为V1，所述第二探测器的电压值U1的初始状态为0；
当监测到U0减小，且U1增大时，获取与U1增大对应的所述第二探测器的目标方向；
驱动所述浮标沿所述目标方向移动，直至U0和U1恢复初始状态。
在一具体的实施例中，当水下机器人往正北方向移动时，U0减小，U1增大。当U1增大到V时，控制安装在浮标上的电机将螺旋桨调整为东西方向，并启动螺旋桨逆时针转动。U0开始逐渐增大，当U0＝V/2时，停止螺旋桨，利用浮标的惯性让浮标与水下机器人恢复到初始对准状态。
在另一实施例中，该方法还包括定点控制步骤：
接收基站发出的用于控制所述水下机器人定点作业的第二控制指令，通过光源阵列生成用于指引所述水下机器人对准所述浮标的第二光波，向所述水下机器人不间断地发射所述第二光波；及
所述水下机器人实时接收所述第二光波，基于预设的定位规则，控制所述水下机器人保持在所述浮标当前位置的正下方。
在本实施例中，在结构方面，水下机器人顶部设有多个分别对应不同方向的第三探测器(例如光电探测器)。基于预设的定位规则，控制水下机器人保持在浮标当前位置的正下方，即以浮标为基准，水下机器人始终跟随浮标移动，并保持在浮标的正下方，保证浮标与水下机器人能够正常进行数据通信。该模式适用于让水下机器人保持在固定区域内进行作业，例如拍摄水下图像。
定位规则包括：
以所述基站为基准RTK-GPS，并设定所述浮标为移动信号站；
预设当所述水下机器人正对所述浮标下方时，所述第三探测器的电压值U2的初始状态为0；
当监测到U2增大时，获取与U2增大对应的所述第三探测器的目标方向；
驱动所述水下机器人沿所述目标方向移动，直至U2恢复初始状态。
需要解释的是，GPS网络RTK系统的基本原理是：在指定的宽广范围内平均设定至少3个及以上的固定基准信号站，组成基准信号站网络，且在该基准信号站网络中的至少1个及以上的基准信号站为参考系，并经基准信号站运算和发送GPS修正数据，对基准站网络覆盖范围内的卫星定位设备端实施实时修正。基准信号站的精准坐标信息必须通过长时期的GPS相对静止状态定位技术进行测定。
关于上述步骤的详细介绍，请参照下述图2关于基于浮标的水下机器人控制程序10实施例的程序模块示意图及图3关于基于浮标的水下机器人控制系统实施例的方法流程示意图的说明。
如图2所示，是本发明基于浮标的水下机器人控制系统100的功能模块图。
本发明所述基于浮标的水下机器人控制系统100可以安装于电子设备1中。根据实现的功能，所述基于浮标的水下机器人控制系统100可以包括接收模块110、生成模块120及执行模块130。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备1处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备1的存储器中。
在本实施例中，关于各模块/单元的功能如下：
接收模块110，所述处理模块接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，提取所述第一控制指令包含的指令信息。
在本实施例中，通过安装在浮标上处理模块(例如ARM处理器)接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，并提取第一控制指令包含的指令信息。第一控制指令用于控制水下机器人采集水下图像，并将水下图像回传浮标，浮标再将水下机器人回传的图像数据返回给基站供研究人员分析水下情况。第一控制指令也可以用于控制水下机器人按照预设方向前进预设距离，例如往东面前进200米。
生成模块120，用于将所述指令信息加载到所述光源阵列上，通过光源阵列生成携带所述指令信息的第一光波。
在本实施例中，浮标上还安装有与处理模块电连接的光源阵列，优选为发散角更小、聚光性更好的LD光源，LD光源采用470nm的蓝光波段或者是520nm的绿光波段。光源阵列用于生成携带指令信息的第一光波。
执行模块130，用于向所述水下机器人发射所述第一光波，所述水下机器人解析所述第一光波包含的所述指令信息，并根据所述指令信息执行与所述指令信息对应的动作。
在本实施例中，通过光源阵列将第一光波传输给水下机器人，水下机器人解析第一光波包含的指令信息，并根据指令信息执行与指令信息对应的动作。例如执行采集水下图像，并将水下图像回传浮标，浮标再将水下机器人回传的图像数据返回给基站供研究人员分析水下情况。也可以执行按照预设方向前进预设距离，例如往东面前进200米。
在一具体的实施例中，通过ARM处理器1实现控制信息的编码与调制，处理后的信号输出给驱动电路，驱动电路将信号加载到光源阵列上，第一光波作为信息传输载体实现浮标到水下机器人的通信。水下机器人接收指令采集图像或视频信息，通过光通信将信息传输回浮标，浮标上的探测器探测到光信号后，将信息传输给ARM处理器实现信号的解调与译码，最终将水下图像或视频信息传输给基站供研究人员分析水下情况。
在另一实施例中，该系统还包括跟随模块，用于实时监测所述浮标与水下机器人在水平方向上是否发生相对移动，若所述浮标与水下机器人在水平方向上发生相对移动，则根据预设的跟随算法确定所述浮标与水下机器人的偏移方向；驱动所述浮标按照所述偏移方向移动至所述水下机器人的当前位置的正上方。
在本实施例中，在结构方面，浮标底部中心位置设有第一探测器(例如光电探测器)，及分布在所述第一探测器四周分别对应不同方向的第二探测器(例如红外传感器)。通过在监测到浮标与水下机器人在水平方向上发生相对移动时，根据预设的跟随算法确定浮标与水下机器人的偏移方向，并驱动浮标按照偏移方向移动至水下机器人的当前位置的正上方，实现浮标始终跟随水下机器人移动，并保持在水下机器人的正上方保证浮标与水下机器人能够正常进行数据通信。
跟随算法包括：
预设当所述水下机器人正对所述浮标下方时，所述第一探测器的电压值U0的初始状态为V1，所述第二探测器的电压值U1的初始状态为0；
当监测到U0减小，且U1增大时，获取与U1增大对应的所述第二探测器的目标方向；
驱动所述浮标沿所述目标方向移动，直至U0和U1恢复初始状态。
在一具体的实施例中，当水下机器人往正北方向移动时，U0减小，U1增大。当U1增大到V时，控制安装在浮标上的电机将螺旋桨调整为东西方向，并启动螺旋桨逆时针转动。U0开始逐渐增大，当U0＝V/2时，停止螺旋桨，利用浮标的惯性让浮标与水下机器人恢复到初始对准状态。
在另一实施例中，该系统还包括定点控制模块，用于接收基站发出的用于控制所述水下机器人定点作业的第二控制指令，通过光源阵列生成用于指引所述水下机器人对准所述浮标的第二光波，向所述水下机器人不间断地发射所述第二光波；及所述水下机器人实时接收所述第二光波，基于预设的定位规则，控制所述水下机器人保持在所述浮标当前位置的正下方。
在本实施例中，在结构方面，水下机器人顶部设有多个分别对应不同方向的第三探测器(例如光电探测器)。基于预设的定位规则，控制水下机器人保持在浮标当前位置的正下方，即以浮标为基准，水下机器人始终跟随浮标移动，并保持在浮标的正下方，保证浮标与水下机器人能够正常进行数据通信。该模式适用于让水下机器人保持在固定区域内进行作业，例如拍摄水下图像。
定位规则包括：
以所述基站为基准RTK-GPS，并设定所述浮标为移动信号站；
预设当所述水下机器人正对所述浮标下方时，所述第三探测器的电压值U2的初始状态为0；
当监测到U2增大时，获取与U2增大对应的所述第三探测器的目标方向；
驱动所述水下机器人沿所述目标方向移动，直至U2恢复初始状态。
需要解释的是，GPS网络RTK系统的基本原理是：在指定的宽广范围内平均设定至少3个及以上的固定基准信号站，组成基准信号站网络，且在该基准信号站网络中的至少1个及以上的基准信号站为参考系，并经基准信号站运算和发送GPS修正数据，对基准站网络覆盖范围内的卫星定位设备端实施实时修正。基准信号站的精准坐标信息必须通过长时期的GPS相对静止状态定位技术进行测定。
如图3所示，是本发明实现基于浮标的水下机器人控制系统的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器12、存储器11和总线，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器12上运行的计算机程序，如基于浮标的水下机器人控制程序10。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于浮标的水下机器人控制程序，基于浮标的水下机器人控制程序可被一个或者多个处理器执行。所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如基于浮标的水下机器人控制程序10的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器12在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器12是所述电子设备1的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备1的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块(例如基于浮标的水下机器人控制程序等)，以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器12等之间的连接通信。
图3仅示出了具有部件的电子设备1，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理系统与所述至少一个处理器12逻辑相连，从而通过电源管理系统实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口13，可选地，所述网络接口13可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该电子设备1与其他电子设备1之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的基于浮标的水下机器人控制程序10是多个指令的组合，在所述处理器12中运行时，可以实现：
接收步骤：接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，提取所述第一控制指令包含的指令信息；
生成步骤：将所述指令信息加载到光源阵列上，通过光源阵列生成携带所述指令信息的第一光波；及
执行步骤：将所述第一光波传输给所述水下机器人，所述水下机器人解析所述第一光波包含的所述指令信息，并根据所述指令信息执行与所述指令信息对应的动作。
在另一实施例，该程序还执行跟随步骤：
实时监测所述浮标与水下机器人在水平方向上是否发生相对移动，
若所述浮标与水下机器人在水平方向上发生相对移动，则根据预设的跟随算法确定所述浮标与水下机器人的偏移方向；
驱动所述浮标按照所述偏移方向移动至所述水下机器人的当前位置的正上方。
在另一实施例中，定点控制步骤：
接收基站发出的用于控制所述水下机器人定点作业的第二控制指令，通过光源阵列生成用于指引所述水下机器人对准所述浮标的第二光波，向所述水下机器人不间断地发射所述第二光波；及
所述水下机器人实时接收所述第二光波，基于预设的定位规则，控制所述水下机器人保持在所述浮标当前位置的正下方。
具体地，所述处理器12对上述指令的具体实现方法可参考图1对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或系统、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于浮标的水下机器人控制系统，其特征在于，该系统包括：
接收模块，用于接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，提取所述第一控制指令包含的指令信息；
生成模块，用于将所述指令信息加载到光源阵列上，通过光源阵列生成携带所述指令信息的第一光波；及
执行模块，用于向所述水下机器人发射所述第一光波，所述水下机器人解析所述第一光波包含的所述指令信息，并根据所述指令信息执行与所述指令信息对应的动作。
2.如权利要求1所述的基于浮标的水下机器人控制系统，其特征在于，该系统还包括跟随模块，用于实时监测所述浮标与水下机器人在水平方向上是否发生相对移动；若所述浮标与水下机器人在水平方向上发生相对移动，则根据预设的跟随算法确定所述浮标与水下机器人的偏移方向；驱动所述浮标按照所述偏移方向移动至所述水下机器人的当前位置的正上方。
3.如权利要求2所述的基于浮标的水下机器人控制系统，其特征在于，所述浮标底部中心位置设有第一探测器，及分布在所述第一探测器四周分别对应不同方向的第二探测器，所述跟随算法包括：
预设当所述水下机器人正对所述浮标下方时，所述第一探测器的电压值U0的初始状态为V1，所述第二探测器的电压值U1的初始状态为0；
当监测到U0减小，且U1增大时，获取与U1增大对应的所述第二探测器的目标方向；
驱动所述浮标沿所述目标方向移动，直至U0和U1恢复初始状态。
4.如权利要求1所述的基于浮标的水下机器人控制系统，其特征在于，该系统还包括定点控制模块，用于接收基站发出的用于控制所述水下机器人定点作业的第二控制指令，通过光源阵列生成用于指引所述水下机器人对准所述浮标的第二光波，向所述水下机器人不间断地发射所述第二光波；所述水下机器人实时接收所述第二光波，基于预设的定位规则，控制所述水下机器人保持在所述浮标当前位置的正下方。
5.如权利要求4所述的基于浮标的水下机器人控制系统，其特征在于，所述水下机器人顶部设有多个分别对应不同方向的第三探测器，所述定位规则包括：
以所述基站为基准RTK-GPS，并设定所述浮标为移动信号站；
预设当所述水下机器人正对所述浮标下方时，所述第三探测器的电压值U2的初始状态为0；
当监测到U2增大时，获取与U2增大对应的所述第三探测器的目标方向；
驱动所述水下机器人沿所述目标方向移动，直至U2恢复初始状态。
6.如权利要求1所述的基于浮标的水下机器人控制系统，其特征在于，所述第一控制指令用于控制所述水下机器人采集水下图像，并将所述水下图像回传所述浮标，或用于控制所述水下机器人按照预设方向前进预设距离。
7.一种基于浮标的水下机器人控制方法，其特征在于，系方法包括：
接收步骤：接收基站发出的用于控制水下机器人的第一控制指令，提取所述第一控制指令包含的指令信息；
生成步骤：将所述指令信息加载到光源阵列上，通过光源阵列生成携带所述指令信息的第一光波；及
执行步骤：向所述所述水下机器人发射所述第一光波，所述水下机器人解析所述第一光波包含的所述指令信息，并根据所述指令信息执行与所述指令信息对应的动作。
8.如权利要求7所述的基于浮标的水下机器人控制方法，其特征在于，该方法还包括跟随步骤：
实时监测所述浮标与水下机器人在水平方向上是否发生相对移动，若所述浮标与水下机器人在水平方向上发生相对移动，则根据预设的跟随算法确定所述浮标与水下机器人的偏移方向；
驱动所述浮标按照所述偏移方向移动至所述水下机器人的当前位置的正上方。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有基于浮标的水下机器人控制程序，所述基于浮标的水下机器人控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求7或8所述的基于浮标的水下机器人控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于浮标的水下机器人控制程序，所述基于浮标的水下机器人控制程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求7或8所述的基于浮标的水下机器人控制方法的步骤。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103512061A (zh) * | 2012-06-18 | 2014-01-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种测定电磁炉上锅具放置位置的系统及电磁炉 |
| CN105356925A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-02-24 | 浙江大学 | 一种基于中继浮标的水陆通信系统 |
| CN105928456A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-09-07 | 深圳市欢创科技有限公司 | 一种光学检测装置、系统及方法 |
| JP2017184034A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 大日本印刷株式会社 | 海洋ネットワークシステム、ブイ、海中での物体制御システム、海中通信方法、海中での物体制御方法及びプログラム |
| JP2018029253A (ja) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 株式会社Ihi | 音響通信方法および音響通信システム、並びに、音響通信中継機 |
| CN108809404A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-11-13 | 深圳鳍源科技有限公司 | 一种水下控制系统 |
| CN110855023A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-02-28 | 江苏方天电力技术有限公司 | 无人机多级接收式无线充电系统、无人机停机引导方法 |
-
2021
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103512061A (zh) * | 2012-06-18 | 2014-01-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种测定电磁炉上锅具放置位置的系统及电磁炉 |
| CN105356925A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-02-24 | 浙江大学 | 一种基于中继浮标的水陆通信系统 |
| JP2017184034A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 大日本印刷株式会社 | 海洋ネットワークシステム、ブイ、海中での物体制御システム、海中通信方法、海中での物体制御方法及びプログラム |
| CN105928456A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-09-07 | 深圳市欢创科技有限公司 | 一种光学检测装置、系统及方法 |
| JP2018029253A (ja) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 株式会社Ihi | 音響通信方法および音響通信システム、並びに、音響通信中継機 |
| CN108809404A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-11-13 | 深圳鳍源科技有限公司 | 一种水下控制系统 |
| CN110855023A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-02-28 | 江苏方天电力技术有限公司 | 无人机多级接收式无线充电系统、无人机停机引导方法 |
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