CN206601787U - 一种水下无人船的通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下无人船的通信系统，所述通信系统包括能够潜入水下的密封零浮力的无人船、水上基站和用户终端，所述无人船通过水上基站与用户终端连接，所述无人船将获取到的水下信息发送至用户终端并显示；所述用户终端根据接收到的水下信息对无人船进行远程控制。本实用新型所述一种水下无人机的通信系统利用用户终端与无人船无线连接进行数据的交互，实现用户终端远距离的对无人船进行控制，并实时显示无人船采集的探测信息，提高了信息的直观性；同时，所述用户终端还能够经水上基站直接向无人船发送控制指令，并实现对无人船的控制。

Description

一种水下无人船的通信系统

技术领域

本实用新型属于无人船技术领域，具体地说，涉及一种水下无人船的通信系统。

背景技术

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。

因此，亟待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。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种水下无人船的通信系统，所述通信系统利用无线传输模块实现无人船与用户终端的数据交互，使得用户终端能够对无人船进行远距离的控制，并将无人船采集到的水下信息进行显示以方便用户查看或存储，能够满足广大用户的需求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

本实用新型提供一种水下无人船的通信系统，所述通信系统包括能够潜入水下的密封零浮力的无人船、水上基站和用户终端，所述无人船通过水上基站与用户终端连接，所述无人船将获取到的水下信息发送至用户终端并显示；所述用户终端根据接收到的水下信息对无人船进行远程控制。

进一步地，所述无人船包括水下主机，所述水下主机与水上基站通过通信线缆连接；所述水下主机将图像信号和数字信号整合为同一链路信号，并将该同一链路信号通过所述通信线缆传输至水上基站；所述水上基站将所述同一链路信号拆分成图像信号和数字信号，并将拆分后的图像信号和数字信号发送给用户终端。

优选的，所述通信线缆为可以悬停于水中的零浮力双绞线。

进一步地，所述水下主机包括用于对接收到的水下信息进行数据分析处理的主控制器，以及用于采集水下无人船的姿态信息的姿态采集模块，主控制器和姿态采集模块设置在电路板上；所述姿态采集模块与主控制器连接。

进一步地，所述姿态采集模块包括用于获取无人船的角速度信息的陀螺仪、用于获取无人船的加速度信息的加速度计和用于检测无人船的方位信息的磁强计，所述陀螺仪、加速度计以及磁强计均与主控制器连接；所述电路板上设有至少两个磁强计，所述至少两个磁强计重合堆叠放置或以电路板为对称平面对称设置在电路板两侧。

进一步地，所述无人船还包括用于寻找鱼群信息并将获取的鱼群信息反馈给所述主控制器的寻鱼模块和/或用于根据寻鱼模块获取的鱼群信息进行集鱼的集鱼模块，所述寻鱼模块和集鱼模块均与主控制器连接；所述无人船还包括钓鱼模块和/或捕鱼模块，所述钓鱼模块和捕鱼模块可拆卸地设置在无人船上。

优选的，所述钓鱼模块包括与无人船可拆卸连接的悬挂臂和安装在悬挂臂上的鱼钩；所述捕鱼模块为向鱼群发射鱼枪的鱼枪装置或者机械手或者网。

进一步地，所述水下主机还包括用于采集和存储水下图像信息并将采集到的图像信息发送给主控制器的图像采集模块，所述图像采集模块与主控制器相连。

进一步地，所述水下主机还包括动力驱动模块，所述动力驱动模块与主控制器连接；所述动力驱动模块包括三个电机驱动器，其中两个电机驱动器水平设置在无人船的两侧，另一个竖直设置在无人船的中部位置。

进一步地，所述水下主机还包括传感器模块、电源管理模块和根据鱼群的位置信息对鱼群进行智能跟踪的智能跟随模块，所述传感器模块、电源管理模块和智能跟随模块均与主控制器连接；所述传感器模块包括用于检测密封舱内气压的气压传感器、用于检测无人船当前环境水压的水压传感器、用于检测无人船电压的电压传感器和用于检测无人船电流的电流传感器。

进一步地，所述通信系统还包括遥控器，所述遥控器与水上基站和/或用户终端连接；所述遥控器接收无人船发送的航行信息和/或水下信息，单独或者配合用户终端对无人船进行远程控制。

进一步地，所述用户终端包括中央处理器、输入模块、显示模块、无线通讯模块和存储模块，所述输入模块、显示模块、无线通讯模块和存储模块均与中央处理器连接，所述用户终端内置有无人船应用软件。

优选的，所述用户终端为手机或平板或电脑或VR眼镜。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本实用新型所述一种水下无人机的通信系统利用用户终端与无人船无线连接进行数据的交互，实现用户终端远距离的对无人船进行控制，并实时显示无人船采集的探测信息，提高了信息的直观性；同时，所述用户终端还能够经水上基站直接向无人船发送控制指令，并实现对无人船的控制。

2、本实用新型的无人船能够把在水下探测到的鱼群信息、周围环境信息等发送给用户终端，在用户终端上进行显示；同时，本实用新型的用户终端能够对无人船的运动、探测、拍摄等过程进行远程控制，并接收无人船发来的声呐数据、图像数据、航行数据和GPS数据等。

3、本实用新型的无人船通过零浮力双绞线与水下基站通信，既解决了电磁波在水中衰减严重的问题，又能保证通信线缆与水的浮力保持一致，从而能够悬停在水中，使得通信线缆不会受到强大的水流冲力而松脱导致的通信中断，确保了水下正常通信，也提高了设备的可靠性。

4、本实用新型在电路板上设置至少两个磁强计，这样就可以利用多个磁强计的相互校准来使水下无人船方位检测的准确性得到更加有效的提高，提高无人船在水下运行的可靠性。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本实用新型一种水下无人船的通信系统的结构图示意图；

图2是本实用新型实施例中水下无人船的结构示意图；

图3是本实用新型另一种水下无人船的通信系统的结构图示意图；

图4是本实用新型实施例中用户终端的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中钓鱼装置的机构示意图；

图6是本实用新型实施例中一种捕鱼装置安装在无人船上的机构示意图；

图7是本实用新型实施例中另一种捕鱼装置安装在无人船上的机构示意图。

图中：1、无人船；11、水下主机；111、主控制器；112、姿态采集模块；113、图像采集模块；114、动力驱动模块；115、传感器模块；116、电源管理模块；12、寻鱼模块；13、集鱼模块；14、钓鱼模块；141、悬挂臂；142、浮力块；143、挂钩球；144、鱼钩；145、鱼线；15、捕鱼模块；151、云台；152、鱼枪座；153、弹片；154、鱼枪；155、鱼绳；156、法兰；157、机械臂；158、电机；159、力反馈机械手；2、水上基站；3、用户终端；31、中央处理器；32、输入模块；33、显示模块；34、存储模块；35、无线通讯模块；4、遥控器。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

随着无人机技术的兴起，各种无人设备(无人机、无人船1、无人汽车)得到广泛应用，无人船1在钓鱼领域开始得到越来越多的应用，但现有无人船1在钓鱼领域具有很多缺陷。因此本实用新型提供的一种无人船1，可利用声呐装置探测水下物体，同时又可以实现一定深度下潜，通过在无人船1上设置图像采集模块113，实现水下图像采集，并且能够实现从水下至岸边的远距离通信，实时回传水下图像信息。提高了钓鱼的成功率，提升了垂钓活动的娱乐性和可操作性，为用户带来了不一样的远程控制体验。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种水下无人船1的通信系统，包括能够潜入水下的无人船1、水上基站2和用户终端3，本实用新型无人船1可浮在水面，也可潜入水下。其中，无人船1和用户终端3通过水上基站2进行数据交互；无人船1将获取到的各类水下信息发送至用户终端3并显示；用户终端3根据接收到的水下信息对无人船1进行远程控制。本实用新型所述一种水下无人机的通信系统利用用户终端3与无人船1无线连接进行数据的交互，实现用户终端3远距离的对无人船1进行控制，并实时显示无人船1采集的水下信息，提高了信息的直观性。同时，所述用户终端3还能够经水上基站2直接向无人船1发送控制指令，并实现对无人船1的远程控制。

本实用新型的水下无人船1为密封的且为零浮力无人船1，水下无人船1的平均密度与周围水域的密度相同或至少相近。水下无人船1内设有密封腔，该密封腔具有防水效果，能够保护密封腔内的各个用电模块不会浸水，进而保证水下无人船1的正常工作，并且通过该密封腔与水下无人船1外壳体及各个部件之间的配合，来使水下无人船1达到与周围水域密度相同或相近似，进而在水域中实现零浮力的效果，通过零浮力的水下无人船1能够更好的调整航行方向和航行姿态。

实施例一

如图1所示，本实施例所述的一种水下无人船1的通信系统，主要由能够潜入至水下一定距离的无人船1、水上基站2和用户终端3组成，所述无人船1通过一通信线缆与水上基站2连接，水上基站2与用户终端3无线连接，实现无人船1与用户终端3的远距离数据交互。所述无人船1将获取到的各类水下信息发送至用户终端3并显示；用户终端3根据接收到的水下信息对无人船1进行远程控制。其中，通信线缆为一零浮力双绞线，使得双绞线与水的浮力一致，保证双绞线悬浮在水下，从而提高设备的可靠性。

在上述技术方案中，所述的水下信息包括：声呐数据、图像数据、无人船1航行数据、鱼群数据以及GPS数据等。

如图2所示，本实施例中，所述无人船1包括水下主机11，所述水下主机11通过一零浮力双绞线与所述水上基站2连接。所述水下主机11将图像信号和数字信号整合为同一链路信号，并将该同一链路信号通过所述通信线缆传输至水上基站2；所述水上基站2将所述同一链路信号拆分成图像信号和数字信号，并将拆分后的图像信号和数字信号发送给用户终端3并显示。

本实施例的无人船1通过零浮力双绞线与水上基站2通信，既解决了电磁波在水中衰减严重的问题，又能保证通信线缆与水的浮力保持一致，从而能够悬停在水中，使得通信线缆不会受到强大的水流冲力而松脱导致的通信中断，确保了水下正常通信，也提高了设备的可靠性。

在上述技术方案中，所述水下主机11包括主控制器111和姿态采集模块112，所述姿态采集模块112与控制器连接。其中，主控制器111用于对接收到的水下信息进行数据的分析和处理并通过水上基站2反馈给用户终端3。姿态采集模块112用于采集无人船1的姿态信息，并将采集到的所述姿态信息发送给主控制器111进行数据分析处理。进一步地，所述姿态信息包括无人船1的角速度信息、加速度信息和方位信息。

进一步地，所述姿态采集模块112包括陀螺仪、加速度计和磁强计，所述陀螺仪、加速度计以及磁强计均与主控制器111连接。其中，所述陀螺仪用于获取无人船1的角速度信息，并将获取到的角速度信息发送给主控制器111；所述加速度计用于获取无人船1的加速度信息，并将获取到的加速度信息发送给主控制器111；所述磁强计用于获取无人船1的方位信息，并将获取到的方位信息发送给主控制器111。

优选的，所述电路板上设有至少两个磁强计，所述至少两个磁强计重合堆叠放置或以电路板为对称平面对称设置在电路板两侧。这样通过两个磁强计对检测的方位信息进行校准，然后将校准结果作为磁强计检测的最终方位信息结果，并且由于电路板厚度较小，两个磁强计检测的方位信息的偏差较小，进而使通过两个磁强计进行校准后得到的最终方位信息更加准确。并且由于两个磁强计只是在垂直方向上有偏差这样控制器在进行校准计算时只要针对垂直方向进行相应计算校准就可以，能够减少控制器的计算量，进而加快了计算速率，并且还能够提高水下无人船1方位检测的准确性。并且，还可以将两个磁强计整合成一体，进而使两个磁强计检测的偏差进一步减小，使整个校准算法能够更加准确，这样就能提高水下无人船1的工作性能。

也可以在电路板上设置两个以上的磁强计，这样就可以利用多个磁强计的相互校准来使水下无人船1方位检测的准确性得到更加有效的提高。

另外，在电路板上还可以设置两个加速度计，这样就可以利用两个加速度计进行互补校正，这样经过校正后得到的加速度值能够更加准确，进而提高水下无人船1的工作性能。

具体的，陀螺仪获取无人船1当前位置的角速度信息，加速度计获取无人船1的加速度信息，所述磁强计用于获取无人船1的方位信息，并将获取到的方位信息发送给主控制器111。主控制器111将所述角速度信息和加速度信息进行结合，确定出无人船1的当前航行位置。当无人船1接收到用户终端3的航行指令(例如：向上航行、向下航行、向左航行或向右航行等)，主控制器111将当前航行位置与航行指令所示的目标航行位置进行比对，得到无人船1需要偏转的偏移量，从而保证无人船1根据该偏移量航行到指定的位置，确保无人船1能够快速的捕鱼或者完成其他水下工作，提高了捕鱼的成功率或完成其他水下工作的准确率。

本实施例中，所述无人船1还包括寻鱼模块12和集鱼模块13，所述寻鱼模块12和集鱼模块13均与主控制器111连接；所述寻鱼模块12用于寻找鱼群信息并将获取的鱼群信息反馈给所述主控制器111，所述集鱼模块13用于根据寻鱼模块12获取的鱼群信息进行集鱼。

优选的，所述的寻鱼模块12为声呐装置，声呐装置与主控制器111相连；所述集鱼模块13为LED灯或共振装置或投料装置。

具体的，无人船1下潜至水下一定深度，用户需要让无人船1执行捕鱼操作时，可以通过用户终端3向水上基站2发送捕鱼指令，由水上基站2再传输给主控制器111。主控制器111对接收到的捕鱼指令进行分析和处理，将处理后的捕鱼指令发送给声呐装置。声呐装置向周围水域发射声波信号，当探测到周围有鱼群时，声呐装置将鱼群信息反馈给主控制器111；主控制器111再向集鱼模块13发出集鱼指令，以使集鱼模块13进行集鱼动作。或者，用户终端3发出捕鱼指令后，无人船1的集鱼模块13直接执行集鱼操作，而并不需要先进行寻鱼操作。本实施例中，寻鱼模块12执行寻鱼操作和集鱼模块13执行集鱼操作，两者并没有先后顺序之分。甚至，可以让寻鱼模块12和集鱼模块13同时执行命令，从而提高捕鱼的效率和准确性。

进一步地，所述无人船1还包括图像采集模块113，该图像采集模块113与主控制器111连接；图像采集模块113为安装在无人船1机头上的至少一个摄像头或照相机。所述图像采集模块113，用于采集和存储水下的图像信息并将采集到的图像信息发送给主控制器111。具体的，需要对水下环境进行拍照或摄像时，用户终端3发出拍照或摄像指令，主控制器111接收所述的拍照或摄像指令，并将该指令发送给图像采集模块113，图像采集模块113执行拍照或摄像任务，并将拍摄好的水下照片或录像存储起来，也可以将拍摄好的照片或录像实时共享至用户终端3，方便用户及时的进行观看或等待用户的下一步指令。

无人船1同时具有声呐装置和图像采集模块113，现有钓鱼用无人船1一般不具有摄像头，即使有摄像头也只能采集水面附近的图像，对于水下一定深度的探测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。本实施例的无人船1可以下潜并具有图像采集模块113，因而可以获取到准确的图像信息，可以准确看到探测的物体是什么，是否为鱼群，鱼为什么种类等。大大提高了垂钓成功率和用户体验。

进一步地，所述水下主机11还包括动力驱动模块114，用于在主控制器111的控制下驱动无人船1实现水下无人船1的行进动作。所述动力驱动模块114包括三个电机驱动器，其中两个电机驱动器水平设置在无人船1尾部的两侧，另一个竖直设置在无人船1中部位置。其中，水平设置的两个电机驱动器，主要用于驱动无人船1在水平方向上的运动(例如，前进或后退)；竖直设置的电机驱动器，主要用于驱动无人船1在竖直方向上的运动(例如，上浮或下潜)。当无人船1需要在介于水平方向和竖直方向之间的角度上进行运动时，主控制器111可以控制三个电机驱动器同时工作，方便无人船1快速航行至指定位置。

进一步地，所述水下主机11还包括传感器模块115和给无人船1供电的电源管理模块116，所述传感器模块115和电源管理模块116均与主控制器111连接；所述传感器模块115包括气压传感器、水压传感器、电压传感器和电流传感器；其中，

所述气压传感器用于检测无人船1密封舱内的气压，以确定无人船1的密封情况；气压传感器对密封舱内的气压进行检测，当无人船1遇到密封舱内进水或者密封舱被破坏等情况时，密封舱内的气压会发生变化，此时，气压传感器将检测到的密封舱内的气压发送给主控制器111，主控制器111进而发送给用户终端3，以提醒用户无人船1出现故障，方便用户及时作出判断并收回无人船1，可靠性高。

所述水压传感器用于检测无人船1当前所处环境的水压，以实现无人船1的定高定深。

具体的，当无人船1在水下20米位置处时，由于需要，用户希望无人船1去到更深的水域，例如：50米；此时，无人船1需要利用水压传感器检测当前环境的水压数据，将该水压数据传输给主控制器111，主控制器111进行数据分析处理后利用姿态传感器配合驱动器工作，使无人船1朝指定的50米的深度航行。

所述电压传感器用于检测无人船1的电压，电流传感器用于检测无人船1的电流，以确保无人船1进行及时充电或对无人船1的整体电路进行保护。

无人船1在水下作业时，随着工作时间的累积，无人船1的电池容量会逐渐减少，因此，需要时刻对无人船1的电池容量进行检测，以防止电池容量不足给无人船1带来影响或给用户带来损失。

具体的，将无人船1投入水中，随着无人船1工作时间的延长，无人船1的电量也会相应的减少，当无人船1检测到电量过低，低于预设阈值时，无人船1向水上基站2发送无人船1电量不足的信息，由水上基站2将该电量不足的信息发送给用户终端3，以等待用户的操作指令。

优选的，所述水下主机11还包括智能跟随模块，所述智能跟随模块与主控器连接；所述智能跟随模块，根据获取的鱼群的位置信息对鱼群进行智能跟踪。气压传感器对密封舱内的气压进行检测，当无人船1遇到密封舱内进水或者密封舱被破坏等情况时，密封舱内的气压会发生变化，此时，气压传感器将检测到的密封舱内的气压发送给主控制器111，主控制器111进而发送给用户终端3，以提醒用户无人船1发送故障，方便用户及时作出判断并收回无人船1，可靠性高。

实施例二

如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述通信系统还包括遥控器4，所述遥控器4接收无人船1发送的航行信息和/或水下信息，单独或者配合用户终端3对无人船1进行远程控制。

下面是关于遥控器4单独对无人船1进行远程控制的阐述：

具体的，在实际捕鱼过程中，将无人船1投入至水面，使之漂浮在水面上，利用声呐装置对附近水域进行探测，当探测到有疑似鱼群的物体出现时，可以通过遥控器4发出下潜指令(遥控器4也可以设置一键下潜功能)，此时，零浮力双绞线释放相应的长度，该长度与无人船1下潜的距离相匹配。无人船1下潜至水下一定深度时，可通过图像采集模块113，实时将水下图像传输给遥控器4的显示屏进行显示，方便用户实时观察水下物体的详细特征，用户可根据观察的图像进行进一步的捕鱼操作。利用声呐装置探测和图像采集模块113采集图像，使用户直观地准确地知道鱼群信息，大大提高垂钓的成功率。

将无人船1投入水中，随着无人船1工作时间的延长，无人船1的电量也会相应的减少，当无人船1检测到电量过低，低于预设阈值时，无人船1向水上基站2发送无人船1电量不足的信息，由水上基站2将该电量不足的信息发送给遥控器4的控制器，控制器经过分析处理后，向振动马达和/或蜂鸣器发送信号。振动马达和/或蜂鸣器接收到信号后，振动马达振动10下以提示用户无人船1出现异常状况，或者，蜂鸣器鸣叫10声以提示用户无人船1出现异常状况，又或者振动马达和蜂鸣器同时工作，即振动马达振动10下的同时蜂鸣器鸣叫10声。这样，如果使用者与遥控器4距离较远而没有及时感觉到遥控器4的振动时，还可以通过蜂鸣器的鸣叫声来发现水下无人船1的异常状况，避免了在无人船1出现状况时没有被用户知晓而带来不必要的损失和安全隐患。

本实施例中，还可以在遥控器4上设置语音播报器，用于播报无人船1的异常状态。方便用户更直观地获取无人船1在水下的运行状况。例如，当无人船1电量过低时，语音播报器则发出“水下无人船1电量不足”的提示语；当无人船1发生气压泄漏时，语音播报器则发出“水下无人船1漏气”的提示语；当无人船1碰到异常物(例如：礁石)时，语音播报器则发出“水下无人船1碰到异常物”的提示语；当无人船1信号不稳定时，语音播报器则发出“水下无人船1信号故障”的提示语。

下面是关于遥控器4配合用户终端3对无人船1进行远程控制的阐述：

遥控器4配合用户终端3进行远程控制时，遥控器4可以不需要配备显示屏，而利用用户终端3来对水下图像信息进行显示。实际操作过程中，遥控器4只执行一些简单的操作，例如：下潜、返航等。无人船1下潜至水下一定深度时，可通过图像采集模块113，实时将水下图像传输给用户终端3并显示。用户可以通过用户终端3上显示的水下画面实时观察水下物体的详细特征，然后根据观察的图像进行进一步的捕鱼操作或者其他操作。利用声呐装置探测和图像采集模块113采集图像，使用户直观地准确地知道鱼群信息，大大提高垂钓的成功率。

实施例三

如图4所示，示出了用户终端3的结构示意图，本实施例中，所述用户终端3通过水上基站2向无人船1发出控制指令，以实现对水下无人船1的远程控制；所述用户终端3内置有用于控制无人船1各种功能并查看无人船1信息和图像的无人船1应用软件。

进一步地，所述用户终端3包括中央处理器31、输入模块32、显示模块33、无线通讯模块35和存储模块34，所述输入模块32、显示模块33、无线通讯模块35和存储模块34均与中央处理器31连接。

中央处理器31：通过无线通讯模块35向无人船1发送控制指令。

输入模块32：用于将外部指令输入给中央处理器31。优选的，所述输入模块32可以是操纵杆、键盘、触摸屏、语音输入和手势输入中的一种或几种的组合。

显示装置：用于显示收到的无人船1的图像数据、声呐数据、GPS数据、航行数据和传感器等信息。

无线通讯模块35：用于向无人船1发射无线信号和接收来自无人船1的无线信号，可采用WIFI，蓝牙,射频和光通信等通信模式。

存储模块34：用于存储收到的无人船1的图像数据、声呐数据、GPS数据、航行数据和传感器等信息或用户的输入信息或事先预存的无人船1航行模式和自动航行信息。

优选的，所述用户终端3为手机或平板或电脑或VR眼镜，所述手机或平板或电脑内置有无人船1应用软件。

进一步的，所述用户终端3，还具有语音播报模块，所述语音播报模块用于将接收到的航行数据等信息转换成音频信息并通过扬声器进行播报。

具体的，本实施例中所述用户终端3的中央处理器31根据无线通讯模块35接收的水下信息进行分析处理后发送至显示模块33，并由显示模块33将水下信息中的图像信息、水下环境信息、无人船1的GPS定位信息和无人船1的状态信息在显示模块33中呈现出来，并且所述的显示模块33还可以显示命令指令，用户通过输入模块32输入命令指令，由无线通讯模块35发送至无人船1。同时，所述用户终端3能够将所接收的水下信息生成三维立体图像并在显示模块33中显示。用户还能够在显示界面上调整三维立体图像的观测角度，便于用户垂钓过程中全方位的观测水下情况，更有利用户控制无人船1。

本实施例提供的无人船1，包含现有钓鱼无人船1的功能，可利用声呐装置探测水下物体，同时又可以实现一定深度下潜，通过在无人船1上设置图像采集模块113，实现水下图像采集，并且能够实现和岸边的远距离通信，实时回传水下图像信息的。无人船1可行驶在水面上，声呐装置探测到水下鱼群信息时，可进行下潜观测，并通过水上基站2将图像采集模块113实时传输水下图像给水上的用户终端3，通过用户终端3的显示模块33向用户展示无人船1探测到的水下信息和拍摄的图像信息，提供了前所未有的可视化潜钓体验。

实施例四

如图2所示，本实施例为上述实施例的进一步限定，所述无人船1进一步包括钓鱼模块14和/或捕鱼模块15，所述钓鱼模块14投入水中后，等待鱼自行上钩，所述捕鱼模块15与主控制器111连接，主控制器111接收到捕鱼指令后控制捕鱼模块15进行捕鱼动作。无人船1上可以单独设置钓鱼模块14或者捕鱼模块15，也可以同时设置钓鱼模块14和捕鱼模块15。本实施例中，优选的，钓鱼模块14设置在无人船1的顶部，捕鱼模块15设置在无人船1的底部。

进一步的，如图5所示，钓鱼模块14包括悬挂臂141和鱼钩144，悬挂臂141的一端固定在无人船1上，另一端通过鱼线145连接有用于钓鱼的鱼钩144。鱼线145的一端固定有鱼钩144，鱼钩144以上的部分鱼线145连接在悬挂臂141的非固定端上，鱼线145的另一端则伸出于水面由垂钓者把持或固定在附近建筑物上。所述鱼钩144为常规的钓鱼用鱼钩144，实际使用过程中，可以根据鱼的种类对鱼钩144进行更换。例如，部分水域中的鱼比较温和，可以选择简单的鱼钩144就行；部分水域中的鱼比较活跃，则应该选择结构复杂、不易跑鱼的鱼钩144。

所述的钓鱼模块14还包括挂钩球143，挂钩球143固定在悬挂臂141的活动端，用于悬挂鱼钩144。本实施例中，挂钩球143与悬挂臂141可以是一体成型的，或者挂钩球143与悬挂臂141可拆卸连接，例如，螺纹连接或卡扣连接等。

本实施例中，挂钩球143上开设有细小凹槽，该凹槽可以容纳鱼线145，而一旦鱼线145受到作用力则从凹槽中脱落。优选的，挂钩球143为具有弹性的挂钩球143。这样，由于弹性材料本身的特性，使得挂钩球143易发生弹性形变而又易恢复形变，其足以提供稳定的夹持力，从而实现鱼线145在正常情况下位于条形凹槽中，而鱼钩144受力则从条形凹槽中脱落。

本实施例中，悬挂臂141设有浮力块142，浮力块142的密度小于周围水域密度。优选的，所述浮力块142为多个，多个浮力块142均匀地套设在悬挂臂141上。这样，可以通过增加或减少浮力块142的数量来调节悬挂臂141的浮力，以使悬挂臂141与周围水域密度相同或至少相近。或者，选择不同材料制成的浮力块142来调节悬挂臂141的浮力。悬挂臂141的密度与周围水域密度相同，能够使悬挂臂141悬停在水中，从而减少悬挂臂141对无人船1的影响。

下面结合钓鱼装置的安装过程对钓鱼装置的结构进行解释说明：

首先，将悬挂臂141安装至无人船1的指定位置；然后将挂钩球143安装至悬挂臂141的指定位置；最后将连接有鱼钩144的部分鱼线145进行弯折，将弯折部分放入挂钩球143的细槽中，使细槽将鱼线145夹持住，而不会从细槽中脱离。这样，能够确保鱼上钩后，弯折的鱼线25由于鱼的挣脱而被拉直，使得鱼线从细槽中脱离，方便用户对上钩的鱼进行回收。

进一步的，如图6所示，捕捞模块设置在无人船1的下部，包括云台151、鱼枪154和鱼枪座152，云台151上固定有驱动电机，驱动电机带动鱼枪154旋转以选择合适角度对鱼群进行捕获。具体的，无人船1的下部设有云台安装孔，云台151通过云台座安装于无人船1的下部的云台安装孔，其中此处的云台151为多轴设计，可以在多个角度上旋转定位。其中，云台151的一端安装有鱼枪座152，鱼枪座152安装有鱼枪154。在鱼枪座152内部与鱼枪154配合处，设有放置弹片153的弹道，鱼枪154后部设有卡槽，插入鱼枪座152中，经弹片153卡住固定。当对弹片153施加动力时，会传递给鱼枪154，云台电机带动鱼枪座152转动，进一步带动弹片153在滑槽中滑动，弹片153从鱼枪154安装孔中从内向外滑动，将鱼枪154弹出，完成射击动作。鱼枪154为一尖锐的枪矛状物体，连接有鱼绳155，当鱼枪154经弹片153推动弹出后，鱼枪154脱离鱼枪座152，仅可通过鱼线对其进行控制。

进一步地，云台安装孔不局限于安装无人船1的下部，可以为侧面或顶部，以能够有效实现水下捕捞而设置。进一步地，此处的云台151配合鱼枪154的整体结构为一个或多个，为多个时，它们安装在水下机器人本体各处，可以进一步有效实现水下捕捞。进一步地，此处的鱼枪154及鱼枪座152组成的发射装置可以由自身供电也可以从云台151上端供电。

进一步地，如图7所示，可将鱼枪154替换为机械手。本实施例中，机械手为力反馈机械手159。具体的，多节机械臂157的一端通过机械臂157安装法兰156设于无人船1上，另一端安装有力反馈机械手159。进一步的，多节机械臂157侧面安装有电机158，通过电机158的输出控制多节机械臂157进行动作。其中，多节机械臂157为六轴或多轴，可旋转动作。力反馈机械手159为钳状、爪状或手状，由刚性或柔性材料制成，具有抓取物体的功能。优选的，所述力反馈机械手159可以通过压力、拉力传感器等获得抓取的压力。

进一步地，还可将鱼枪154替换为鱼网，通过向目标鱼群撒网实现对鱼的捕捞。鱼网在无人船1的控制下，布线收网实现对捕捞对象的捕获。完成捕捞作业的网可以经由水下机器人控制，上浮水面并返航靠岸；也可以通过鱼绳155拉扯至水面完成捕捞。

本实施例不仅可以对鱼类进行捕捞，还可以对水中其他活体或沉入水中的待捕捞物体进行捕捞。例如，可以用于深海的垃圾捕捞、或海上事故打捞、或水下勘探物体获取等。

实施例五

本实施为上述实施例在实际应用场景中的详细描述：

用户将无人船1投入水中，可通过用户终端3或遥控器4控制无人船1下潜至指定位置，该指定位置可以根据用户输入的具体下潜深度而定，也可以无人船1自行确定。无人船1在下潜过程中，利用姿态采集模块112配合动力驱动模块114对无人船1进行平衡自稳。

无人船1下潜至指定位置后，一方面，利用寻鱼模块12(声呐装置)，对附近水域进行探测，声呐装置扫描出附近水域的鱼群分布、鱼群中鱼的大小、鱼群所处的深度和具体位置以及水底地形地貌信息；同时，用户终端3的显示模块33实时显示声呐扫描出的鱼群分布、鱼的大小和水底地形地貌等信息，让用户直观的观察到水下图像，提升用户体验。另一面，也可以启动图像采集模块113(照相机或摄像机)，利用相机或摄像机对周围水域进行拍摄，并将拍摄的图像或视频发送给岸上的用户终端3进行显示。在拍摄过程中，对于光线比较弱的水域，可以通过启动照明灯来调节周围环境的光线，以确保相机拍摄出高品质的图像。

进一步的，无人船1根据声呐探测到的鱼群信息，利用集鱼模块13(LED灯或共振装置或投料装置)进行集鱼，找到鱼群最多或者找到用户需要的目标鱼类后，利用动力驱动模块114驱动无人船1向鱼群最多或目标鱼群的位置行进，然后到达靠近目标鱼群的位置时，启动图像采集模块113(相机或摄影机)并控制动力驱动模块114停止工作，使得无人船1悬停在水中，利用上述的钓鱼模块14(鱼钩144)和/或捕鱼模块15(鱼枪154或机械手或渔网)开始钓鱼和/或捕鱼。同时，可以利用图像采集模块113采集整个钓鱼和/或捕鱼的过程，并将采集到图片或者视频通过水上基站2发送给用户终端3(手机、平板、电脑等)的显示模块33，以供用户实时地直观地观看整个钓鱼过程，给用户提供不一样的钓鱼体验，真正实现可视化钓鱼和/或捕鱼。同时，用户终端3用户终端3接收到的水下图片或视频，可实时保存在用户终端3中并将图片或视频通过无人船1应用软件实时分享在各社交网站。

本实施例中，由于水下光照条件比较弱，而且随着深度的递增光线逐渐减弱，为了保证图像采集模块113能够在水下进行正常的工作，在图像采集模块113周围设置照明灯，该照明灯环绕图像采集模块113设置。优选的，该照明灯的光照强度可以调节，可以是用户手动调节，也可以将照明灯设置成光感照明灯根据周围水域的光照强度进行自动调节光照。其中，图像采集模块113支持4K/30fps MP4格式视频录制与1200万像素的高清拍摄，并且支持多连拍。拍摄的视频存储在图像采集模块113内置的存储盘中，存储盘具有32G或64G的存储空间。

本实施例中，用户终端3内置有无人船1应用软件(APP)，该应用软件功能丰富，具有图像视频监控、图像储存分享、水下无人船1操控、水下声呐图像显示、灯光调节、航行模式调节等更能。水下无人船1在上电完成并投入水中时，用户可以打开该应用软件，实现对无人船1的远程操控。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述通信系统包括能够潜入水下的密封零浮力的无人船、水上基站和用户终端，所述无人船通过水上基站与用户终端连接，所述无人船将获取到的水下信息发送至用户终端并显示；所述用户终端根据接收到的水下信息对无人船进行远程控制。

2.根据权利要求1所述的一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述无人船包括水下主机，所述水下主机与水上基站通过通信线缆连接；所述水下主机将图像信号和数字信号整合为同一链路信号，并将该同一链路信号通过所述通信线缆传输至水上基站；所述水上基站将所述同一链路信号拆分成图像信号和数字信号，并将拆分后的图像信号和数字信号发送给用户终端；所述通信线缆为可以悬停于水中的零浮力双绞线。

3.根据权利要求2所述的一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述水下主机包括用于对接收到的水下信息进行数据分析处理的主控制器，以及用于采集水下无人船的姿态信息的姿态采集模块，主控制器和姿态采集模块设置在电路板上，所述姿态采集模块与主控制器连接。

4.根据权利要求3所述的一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述姿态采集模块包括用于获取无人船的角速度信息的陀螺仪、用于获取无人船的加速度信息的加速度计和用于检测无人船的方位信息的磁强计，所述陀螺仪、加速度计以及磁强计均与主控制器连接；所述电路板上设有至少两个磁强计，所述至少两个磁强计重合堆叠放置或以电路板为对称平面对称设置在电路板两侧。

5.根据权利要求3所述的一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述无人船还包括用于寻找鱼群信息并将获取的鱼群信息反馈给所述主控制器的寻鱼模块和/或用于根据寻鱼模块获取的鱼群信息进行集鱼的集鱼模块，所述寻鱼模块和集鱼模块均与主控制器连接；所述无人船还包括钓鱼模块和/或捕鱼模块，所述钓鱼模块和捕鱼模块可拆卸地设置在无人船上；所述钓鱼模块包括与无人船可拆卸连接的悬挂臂和安装在悬挂臂上的鱼钩；所述捕鱼模块为向鱼群发射鱼枪的鱼枪装置或者机械手或者网。

6.根据权利要求5所述的一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述无人船还包括用于采集和存储水下图像信息并将采集到的图像信息发送给主控制器的图像采集模块，所述图像采集模块与主控制器相连。

7.根据权利要求3-6任一所述的一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述水下主机还包括动力驱动模块，所述动力驱动模块与主控制器连接；所述动力驱动模块包括三个电机驱动器，其中两个电机驱动器水平设置在无人船的两侧，另一个竖直设置在无人船的中部位置。

8.根据权利要求3-6任一所述的一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述水下主机还包括传感器模块、电源管理模块和根据鱼群的位置信息对鱼群进行智能跟踪的智能跟随模块，所述传感器模块、电源管理模块和智能跟随模块均与主控制器连接；所述传感器模块包括用于检测密封舱内气压的气压传感器、用于检测无人船当前环境水压的水压传感器、用于检测无人船电压的电压传感器和用于检测无人船电流的电流传感器。

9.根据权利要求1所述的一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述通信系统还包括遥控器，所述遥控器与水上基站和/或用户终端连接；所述遥控器接收无人船发送的航行信息和/或水下信息，单独或者配合用户终端对无人船进行远程控制。

10.根据权利要求1所述的一种水下无人船的通信系统，其特征在于：所述用户终端包括中央处理器、输入模块、显示模块、无线通讯模块和存储模块，所述输入模块、显示模块、无线通讯模块和存储模块均与中央处理器连接，所述用户终端内置有无人船应用软件；所述用户终端为手机或平板或电脑或VR眼镜。