CN208539903U - 一种水下控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种水下控制系统。所述系统包括：水下机器人、水面中继设备和远程控制设备，其中：在所述水下机器人以及所述水面中继设备中分别设置有用于进行光通信的光通信模块，在所述水面中继设备以及所述远程控制设备中分别设置有用于进行移动通信的移动通信模块；所述水面中继设备通过所述光通信模块以及所述移动通信模块，建立所述水下机器人与所述远程控制设备之间的通信连接。通过本实用新型实施例的技术方案，能够降低水下机器人的控制成本，节约人力物力，扩大水下机器人的控制范围。

Description

一种水下控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及水下控制技术领域，尤其涉及一种水下控制系统。

背景技术

海洋资源的丰富多彩促使人们对海洋的探索日益频繁，水下机器人作为一种重要的探索工具得到了广泛的应用。

现有技术中，主要采用线缆控制的方式对水下机器人进行操控，这种方式下人需要在水面船只上才能控制水下机器人，由于海上工作环境差，导致出海成本高，浪费人力物力，另外，由于线缆长度有限，还会导致对水下机器人的控制范围受限。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种水下控制系统，以实现降低水下机器人的控制成本，节约人力物力，扩大水下机器人的控制范围。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种水下控制系统，包括：水下机器人、水面中继设备和远程控制设备，其中：

在所述水下机器人以及所述水面中继设备中分别设置有用于进行光通信的光通信模块，在所述水面中继设备以及所述远程控制设备中分别设置有用于进行移动通信的移动通信模块；

所述水面中继设备通过所述光通信模块以及所述移动通信模块，建立所述水下机器人与所述远程控制设备之间的通信连接。

进一步的，在所述水面中继设备中还设置有第一定位发射模块、第一控制器以及用于承载所述光通信模块的第一旋转云台，在所述水下机器人中还设置有与所述第一定位发射模块匹配的第一定位应答模块；所述第一控制器分别与所述第一定位发射模块以及所述第一旋转云台相连；

所述第一定位发射模块，用于向周围环境中发送声学信号，并根据所述第一定位应答模块反馈的应答信号，确定所述水面中继设备与所述水下机器人之间的相对方向，并将所述相对方向发送至所述第一控制器；

所述第一控制器，用于根据所述相对方向，确定所述第一旋转云台的旋转位置，并生成与所述旋转位置匹配的旋转控制信号发送至所述第一旋转云台，以使所述水面中继设备的光通信模块指向所述水下机器人的光通信模块。

进一步的，在所述水面中继设备中还设置有动力装置，所述第一控制器与所述动力装置相连；

所述第一定位发射模块，具体用于向周围环境中发送声学信号，并根据所述第一定位应答模块反馈的应答信号，确定所述水面中继设备与所述水下机器人之间的相对方向和相对距离，并将所述相对方向和所述相对距离发送至所述第一控制器；

所述第一控制器，还用于根据所述相对方向和所述相对距离，确定所述水面中继设备在水面中的移动参数，并生成与所述移动参数匹配的移动控制信号，将所述移动控制信号发送至所述动力装置，以使所述水面中继设备朝向所述水下机器人的正上方移动；

所述移动参数包括：移动方向以及移动距离。

进一步的，在所述水下机器人中还设置有第二定位发射模块、第二控制器以及用于承载所述光通信模块的第二旋转云台，在所述水面中继设备中还设置有与所述第二定位发射模块匹配的第二定位应答模块；所述第二控制器分别与所述第二定位发射模块以及所述第二旋转云台相连；

所述第二定位发射模块，用于向周围环境中发送声学信号，并根据所述第二定位应答模块反馈的应答信号，确定所述水面中继设备与所述水下机器人之间的相对方向，并将所述相对方向发送至所述第二控制器；

所述第二控制器，用于根据所述相对方向，确定所述第二旋转云台的旋转位置，并生成与所述旋转位置匹配的旋转控制信号发送至所述第二旋转云台，以使所述水下机器人的光通信模块指向所述水面中继设备的光通信模块。

进一步的，在所述水面中继设备中还设置有第三定位发射模块、第三控制器以及动力装置，在所述水下机器人中还设置有与所述第三定位发射模块匹配的第三定位应答模块；所述第三控制器分别与所述第三定位发射模块以及所述动力装置相连；

所述第三定位发射模块，用于向周围环境中发送声学信号，并根据所述第三定位应答模块反馈的应答信号，确定所述水面中继设备与所述水下机器人之间的相对方向和相对距离，并将所述相对方向和所述相对距离发送至所述第三控制器；

所述第三控制器，用于根据所述相对方向和所述相对距离，确定所述水面中继设备在水面中的移动参数，并生成与所述移动参数匹配的移动控制信号发送至所述动力装置，以使所述水面中继设备朝向所述水下机器人的正上方移动；

所述移动参数包括：移动方向以及移动距离。

进一步的，所述水面中继设备中还设置有卫星定位模块，用于获取所述水面中继设备和/或所述水下机器人的位置信息。

进一步的，所述远程控制设备中还设置有显示模块，用于显示所述水下机器人发送的探测信息，和/或显示所述水面中继设备发送的所述位置信息。

进一步的，所述移动通信模块具体包括：4G系统芯片、移动信号收发链路以及天线；所述4G系统芯片与所述移动信号收发链路相连；所述移动信号收发链路与所述天线相连；

所述光通信模块具体包括：光控制单元、光信号收发链路、光发射器和光接收器；所述光控制单元与所述光信号收发链路相连；所述光信号收发链路分别与光发射器和光接收器相连；

所述4G系统芯片通过数据通信接口与所述光控制单元相连，用于将接收的移动信号转换为光信号，和/或将接收的光信号转换为移动信号。

本实用新型实施例通过在水下机器人以及水面中继设备中分别设置用于进行光通信的光通信模块，并在水面中继设备以及远程控制设备中分别设置用于进行移动通信的移动通信模块，使得水面中继设备能够通过光通信模块以及移动通信模块，建立水下机器人与远程控制设备之间的通信连接，利用了水面中继设备可以进行信号转换的优点，解决了现有技术中由于采用线缆控制的方式，而导致的成本高、浪费人力物力、控制范围受限等问题，实现了降低水下机器人的控制成本、节约人力物力、扩大水下机器人的控制范围的效果。

附图说明

图1a是本实用新型实施例一提供的一种水下控制系统的结构示意图；

图1b是本实用新型实施例一适用的一种优选通信模块的结构示意图；

图2a是本实用新型实施例二提供的一种水下控制系统的结构示意图；

图2b是本实用新型实施例二适用的一种水下控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1a为本实用新型实施例一提供的一种水下控制系统的结构示意图。本实施例可适用于对水下机器人进行远程操控的情况，本实施例提供的水下控制系统包括：水下机器人1、水面中继设备2和远程控制设备3。

其中，在水下机器人1以及水面中继设备2中分别设置有用于进行光通信的光通信模块4，在水面中继设备2以及远程控制设备3中分别设置有用于进行移动通信的移动通信模块5；水面中继设备2通过光通信模块4以及移动通信模块5，建立水下机器人1与远程控制设备3之间的通信连接。

示例性的，水下机器人1可以是水下无人探测器、水下无人船等具有潜水功能的设备；远程控制设备3可以是设置在岸上的计算机设备，用于监控水下机器人1；水面中继设备2可以为漂浮于水面的设备，用于为水下机器人1和远程控制设备3提供通信中继功能。其中，一个水面中继设备对应于一个水下机器人，而一个远程控制设备可对应于一个水面中继设备，也可对应于多个水面中继设备，也即远程控制设备可以只控制一个水下机器人，也可同时监控多个水下机器人，在此不作限定。本实施例中是以一个远程控制设备监控一个水下机器人为例。

具体的，光通信模块4之间采用无线光通信的方式进行数据传输，优选的，可使用500nm左右的波段进行光通信。移动通信模块5之间通过移动网络进行数据传输，其中，移动网络包括但不限于2G、3G、4G网络等。相对于使用水声通信，在水下使用光通信的好处在于光传播的速率比声音高，不仅能传输指令，还能够传输水声通信所无法传输的图像和视频等，提高了传输效率。在水面中继设备2中设置光通信模块4和移动通信模块5，能够将信息从一种传输介质传送到另一种传输介质，从而实现了远程控制设备对水下机器人的远程控制，降低了水下机器人的控制成本，节约了人力和物力资源。

本实施例的一个应用场景为，水下机器人1在水下实时采集图片、视频等探测信息，水面中继设备2分别与水下机器人1和远程控制设备3建立通信连接，并实时跟随水下机器人1漂浮于附近水面上，接收水下机器人1通过光通信模块4发送的图片、视频等探测信息，并将该信息转换为移动信号，最后通过移动通信模块5发送给岸上的远程控制设备3。

本实施例的另一个应用场景为，远程控制设备3通过移动通信模块5发送控制指令给连接的水面中继设备2，水面中继设备2将接收到的控制指令转换为光信号，并通过光通信模块4发送至水下机器人1，以控制水下机器人1的运行。

可选的，远程控制设备与水面中继设备之间采用4G网络进行数据传输，如图1b所示，移动通信模块5具体包括：4G系统芯片51、移动信号收发链路52以及天线53；4G系统芯片51与移动信号收发链路52相连；移动信号收发链路52与天线53相连；光通信模块4具体包括：光控制单元41、光信号收发链路42、光发射器43和光接收器44；光控制单元41与光信号收发链路42相连；光信号收发链路42分别与光发射器43和光接收器44相连；4G系统芯片51通过数据通信接口6与光控制单元41相连，用于将接收的移动信号转换为光信号，和/或将接收的光信号转换为移动信号。

示例性的，设置于水面中继设备中的移动通信模块5与光通信模块4之间相连，用于对信号进行转换，以适应于水和空气这两种不同的传输介质。具体的，移动通信模块5中通过天线53收发移动信号，并通过移动信号收发链路52对移动信号进行信号处理，包括但不限于对移动信号进行滤波、放大等处理，4G系统芯片51用于对移动信号进行数据处理，包括但不限于编码或解码，加密或解密等处理。

具体的，光通信模块4中的光发射器43用于发送光信号，光接收器44用于接收光信号，并通过光信号收发链路42对光信号进行信号处理，包括但不限于对光信号进行光电转换、滤波、放大等处理，光控制单元41用于对光信号进行数据处理，包括但不限于编码或解码、加密或解密等处理。

示例性的，水面中继设备中的4G系统芯片51与光控制单元41之间通过数据通信接口6相连，以根据特定的通信协议在移动信号与光信号之间实现信号转换。

同理，远程控制设备中的移动通信模块也可具有上述移动通信模块5所具有的结构及其功能，水下机器人中的光通信模块也可具有上述光通信模块4所具有的结构及其功能，在此不再赘述。

本实施例的技术方案，通过在水下机器人以及水面中继设备中分别设置用于进行光通信的光通信模块，并在水面中继设备以及远程控制设备中分别设置用于进行移动通信的移动通信模块，使得水面中继设备能够通过光通信模块以及移动通信模块，建立水下机器人与远程控制设备之间的通信连接，利用了水面中继设备可以进行信号转换的优点，解决了现有技术中由于采用线缆控制的方式，而导致的成本高、浪费人力物力、控制范围受限等问题，实现了降低水下机器人的控制成本、节约人力物力、扩大水下机器人的控制范围的效果。

实施例二

图2a为本实用新型实施例二提供的一种水下控制系统的结构示意图。本实施例以上述实施例为基础进行优化，提供了优选的水下控制系统，具体是，对水面中继设备进行了进一步优化。具体包括如下：

在水面中继设备2中还设置有第一定位发射模块21、第一控制器22以及用于承载光通信模块41的第一旋转云台23，在水下机器人1中还设置有与第一定位发射模块21匹配的第一定位应答模块14；第一控制器22分别与第一定位发射模块21以及第一旋转云台23相连；第一定位发射模块21，用于向周围环境中发送声学信号，并根据第一定位应答模块14反馈的应答信号，确定水面中继设备2与水下机器人1之间的相对方向，并将相对方向发送至第一控制器22；第一控制器22，用于根据相对方向，确定第一旋转云台23的旋转位置，并生成与旋转位置匹配的旋转控制信号发送至第一旋转云台23，以使水面中继设备2的光通信模块41指向水下机器人1的光通信模块42。

本实施例中第一定位发射模块21以及匹配的第一定位应答模块14可以是利用声学原理进行定位的系统，例如超短基线定位系统，超短基线定位系统由发射换能器、应答器以及接收基阵组成。示例性的，发射换能器和接收基阵(也即第一定位发射模块21)安装在水面中继设备2上，应答器(也即第一定位应答模块14)固定在水下机器人1上。超短基线定位系统的定位原理为：发射换能器发出一个声脉冲，应答器收到后，回发声脉冲，接收基阵收到后，测量出X、Y两个方向的相位差，并根据声波的到达时间计算出水下机器人到基阵的距离，从而计算得到水下机器人在平面坐标上的位置和水下机器人的深度。

在水下光通信中，为了保证通信连接效果，需要将光发射器与光接收器对准，因此，可将水面中继设备2中的光通信模块41固定连接在第一旋转云台23上，其中，为了达到多角度旋转的效果，第一旋转云台23可以是球形云台。

举一个实际例子，在第一种情况中，可固定水下机器人1中的光通信模块42的指向，仅调整水面中继设备2中的光通信模块41的指向。示例性的，当第一控制器22接收到第一定位发射模块21发送的水下机器人1相对于水面中继设备2的相对方向时，第一控制器22会根据该相对方向确定第一旋转云台23的旋转位置，具体的，可根据预设的算法以及该相对方向来计算旋转角度，并将生成的旋转控制指令发送至第一旋转云台23，以使第一旋转云台23带动水面中继设备2中的光通信模块41指向水下机器人1中的光通信模块42，从而为水面中继设备2与水下机器人1之间建立光通信连接提供条件。其中，相对方向可以为三维方向向量。水面中继设备2在确定与水下机器人1建立光通信连接后，可将水下机器人1上传的视频、图片等信息通过移动通信模块5传送至远程控制设备3，和/或将远程控制设备3发送的控制指令通过光通信模块(水面中继设备2中的光通信模块41以及水下机器人1中的光通信模块42)下发给水下机器人1。

在水面中继设备中设置第一旋转云台以及第一定位发射模块的有益效果在于，可以保证水下光通信能够建立有效连接，提高光通信质量。

在上述实施例的基础上，可选的，在水面中继设备2中还设置有动力装置24，第一控制器22与动力装置24相连；第一定位发射模块21，具体用于向周围环境中发送声学信号，并根据第一定位应答模块14反馈的应答信号，确定水面中继设备2与水下机器人1之间的相对方向和相对距离，并将相对方向和相对距离发送至第一控制器22；第一控制器22，还用于根据相对方向和相对距离，确定水面中继设备2在水面中的移动参数，并生成与移动参数匹配的移动控制信号，将移动控制信号发送至动力装置24，以使水面中继设备2朝向水下机器人1的正上方移动；移动参数包括：移动方向以及移动距离。

本实施例中动力装置24可以是电机及其带动的螺旋桨等能够产生动力，推动水面中继设备2移动的装置。可选的，第一定位发射模块21除了能够根据第一定位应答模块14反馈的应答信号确定水下机器人1相对于水面中继设备2的相对方向以外，还能够确定相对距离，进而第一控制器22可根据该相对方向和相对距离，在预设三维坐标系中确定水下机器人1的坐标，从而确定水面中继设备2在水面上的移动方向和移动距离，并控制动力装置24根据生成的移动控制信号推动水面中继设备2朝向离水下机器人1最近的位置，也即水下机器人1的正上方水面移动，以达到最佳通信效果。

举一个实际例子，在第二种情况中，同样可固定水下机器人1中的光通信模块42的指向，但在调整水面中继设备2中的光通信模块41的指向的同时，还可调整水面中继设备2的位置。示例性的，当第一控制器22接收到第一定位发射模块21发送的水下机器人1相对于水面中继设备2的相对方向和相对距离时，第一控制器22会根据该相对方向确定第一旋转云台23的旋转位置，以使第一旋转云台23带动水面中继设备2中的光通信模块41指向水下机器人1中的光通信模块42，从而为水面中继设备2与水下机器人1之间建立光通信连接提供条件；与此同时，第一控制器22还会根据该相对方向和相对距离确定水面中继设备2的移动参数，也即移动方向和移动距离，以使动力装置24推动水面中继设备2朝向水下机器人1的正上方移动，从而进一步改善水面中继设备2与水下机器人1之间的通信质量。

在水面中继设备2中设置动力装置24的有益效果在于，可以进一步改善水面中继设备2与水下机器人1之间的光通信质量，提高水面中继设备2的灵活性，由于水面中继设备2能够随着水下机器人1的移动而调整自身位置，从而能够避免出现因水下机器人1移动后导致通信质量不佳的问题，极大地扩展了水下机器人1的可控制范围。

在以上各实施例的基础上，可选的，在水下机器人1中还设置有第二定位发射模块11、第二控制器12以及用于承载光通信模块42的第二旋转云台13，在水面中继设备2中还设置有与第二定位发射模块11匹配的第二定位应答模块25；第二控制器分别与第二定位发射模块11以及第二旋转云台13相连；第二定位发射模块11，用于向周围环境中发送声学信号，并根据第二定位应答模块25反馈的应答信号，确定水面中继设备2与水下机器人1之间的相对方向，并将相对方向发送至第二控制器12；第二控制器12，用于根据相对方向，确定第二旋转云台13的旋转位置，并生成与旋转位置匹配的旋转控制信号发送至第二旋转云台13，以使水下机器人1的光通信模块指向水面中继设备2的光通信模块。

其中，第二定位发射模块11以及匹配的第二定位应答模块25可以是利用声学原理进行定位的系统，例如超短基线定位系统，超短基线定位系统由发射换能器、应答器以及接收基阵组成。示例性的，发射换能器和接收基阵(也即第二定位发射模块11)安装在水下机器人1上，应答器(也即第二定位应答模块25)固定在水面中继设备2上。可选的，可将水下机器人1中的光通信模块42固定连接在第二旋转云台13上，其中，为了达到多角度旋转的效果，第二旋转云台13可以是球形云台。

本实施例中提供了三种调整方式，例如，可仅调整水下机器人1中的光通信模块42的指向；也可在调整水面中继设备2中的光通信模块41的指向的同时，调整水下机器人1中的光通信模块42的指向；还可在调整水面中继设备2中的光通信模块41的指向，以及水面中继设备2的位置的同时，调整水下机器人1中的光通信模块42的指向。

以第三种调整方式为例，示例性的，在水面中继设备2调整光通信模块41和第一旋转云台23的同时，水下机器人1中的第二控制器12接收到第二定位发射模块11发送的，水面中继设备2相对于水下机器人1的相对方向时，第二控制器12会根据该相对方向确定第二旋转云台13的旋转位置，以使第二旋转云台13带动水下机器人1中的光通信模块42指向水面中继设备2中的光通信模块41。

在水下机器人中设置第二旋转云台以及第二定位发射模块的有益效果在于，可以进一步保证水下光通信模块之间进行光通信时及时建立有效连接，提高光通信质量。

本实施例的技术方案，通过在水面中继设备中设置第一定位模块以及第一旋转云台，使得水面中继设备中的第一控制模块能够根据第一定位模块确定的相对方向控制第一旋转云台进行旋转，以使水面中继设备中的光通信模块指向水下机器人中的光通信模块，从而保证了水下光通信能够建立有效连接，提高了光通信质量。

在第一实施例的基础上，如图2b所示，可选的，在水面中继设备2中还设置有第三定位发射模块26、第三控制器27以及动力装置28，在水下机器人1中还设置有与第三定位发射模块26匹配的第三定位应答模块15；第三控制器27分别与第三定位发射模块26以及动力装置28相连；第三定位发射模块26，用于向周围环境中发送声学信号，并根据第三定位应答模块15反馈的应答信号，确定水面中继设备2与水下机器人1之间的相对方向和相对距离，并将相对方向和相对距离发送至第三控制器27；第三控制器27，用于根据相对方向和相对距离，确定水面中继设备2在水面中的移动参数，并生成与移动参数匹配的移动控制信号发送至动力装置28，以使水面中继设备2朝向水下机器人1的正上方移动；移动参数包括：移动方向以及移动距离。

本实施例中动力装置28可以是电机及其带动的螺旋桨等能够产生动力，推动水面中继设备2移动的装置。可选的，第三定位发射模块26可根据第三定位应答模块15反馈的应答信号确定水下机器人1相对于水面中继设备2的相对方向和相对距离，进而第三控制器27可根据该相对方向和相对距离，在预设三维坐标系中确定水下机器人1的坐标，从而确定水面中继设备2在水面上的移动方向和移动距离，并控制动力装置28根据生成的移动控制信号推动水面中继设备2朝向离水下机器人1最近的位置，也即水下机器人1的正上方水面移动，以在建立通信连接后达到最佳通信效果。

举一个实际例子，可固定水下机器人1中的光通信模块42的指向以及水面中继设备2中的光通信模块41的指向，通过调整水面中继设备2的位置，以使水面中继设备2中的光通信模块41对准水下机器人1中的光通信模块42，并同时达到最佳通信效果。示例性的，当第三控制器27接收到第三定位发射模块26发送的水下机器人1相对于水面中继设备2的相对方向和相对距离时，第三控制器27会根据该相对方向和相对距离确定水面中继设备2的移动参数，也即移动方向和移动距离，以使动力装置28推动水面中继设备2朝向水下机器人1的正上方移动，由于水下机器人1中的光通信模块42的指向以及水面中继设备2中的光通信模块41的指向是固定的，因此，当水面中继设备2在动力装置24的推动下移动至水下机器人1的正上方水面时，可使水面中继设备2中的光通信模块41与水下机器人1中的光通信模块42对准，从而建立无线光通信连接通路，且由于此时水面中继设备2与水下机器人1之间的距离最近，因而通信效果也能同时达到最佳。

在水面中继设备2中设置动力装置28的有益效果在于，有利于在水面中继设备2与水下机器人1之间的建立通信连接，且同时可以改善水面中继设备2与水下机器人1之间的光通信质量，提高水面中继设备2的灵活性，由于水面中继设备2能够随着水下机器人1的移动而调整自身位置，从而能够避免出现因水下机器人1移动后导致通信质量不佳的问题，极大地扩展了水下机器人1的可控制范围。另外，由于本实施例中水面中继设备2中所使用的装置少，因此降低了生产成本。

在另一实施例中，水面中继设备中除了设置有用于与远程控制设备进行通信的移动通信模块，以及用于与水下机器人进行通信的光通信模块以外，可选的，还可设置有卫星定位模块，用于获取水面中继设备和/或水下机器人的位置信息。其中，卫星定位模块可以采用GPS定位系统，也可以是北斗定位系统，在此不作限定。示例性的，由于卫星定位模块是设置在水面中继设备上的，因此，可通过卫星直接获取水面中继设备的位置信息，而水下机器人的位置信息则可根据水面中继设备的位置信息，以及水下机器人相对于水面中继设备的相对方向和相对距离，计算得到。在水面中继设备中设置卫星定位模块的有益效果在于

在上述实施例的基础上，如图2b所示，远程控制设备3中还设置有显示模块31，用于显示水下机器人1发送的探测信息，和/或显示水面中继设备2发送的位置信息。

其中，探测信息包括但不限于水下机器人1的运行参数、采集的图片、采集的视频等信息，位置信息可以是水下机器人1的位置信息，或水面中继设备2的位置信息，或水面中继设备2及其连接的水下机器人1的位置信息。在远程控制设备3中设置显示模块31的有益效果在于，可使工作人员更加直观快捷地了解水下机器人1的运行情况，以便对水下机器人1进行监控。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种水下控制系统，其特征在于，包括：水下机器人、水面中继设备和远程控制设备，其中：

在所述水下机器人以及所述水面中继设备中分别设置有用于进行光通信的光通信模块，在所述水面中继设备以及所述远程控制设备中分别设置有用于进行移动通信的移动通信模块；

所述水面中继设备通过所述光通信模块以及所述移动通信模块，建立所述水下机器人与所述远程控制设备之间的通信连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述水面中继设备中还设置有第一定位发射模块、第一控制器以及用于承载所述光通信模块的第一旋转云台，在所述水下机器人中还设置有与所述第一定位发射模块匹配的第一定位应答模块；所述第一控制器分别与所述第一定位发射模块以及所述第一旋转云台相连；

所述第一定位发射模块，用于向周围环境中发送声学信号，并根据所述第一定位应答模块反馈的应答信号，确定所述水面中继设备与所述水下机器人之间的相对方向，并将所述相对方向发送至所述第一控制器；

所述第一控制器，用于根据所述相对方向，确定所述第一旋转云台的旋转位置，并生成与所述旋转位置匹配的旋转控制信号发送至所述第一旋转云台，以使所述水面中继设备的光通信模块指向所述水下机器人的光通信模块。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述水面中继设备中还设置有动力装置，所述第一控制器与所述动力装置相连；

所述第一定位发射模块，具体用于向周围环境中发送声学信号，并根据所述第一定位应答模块反馈的应答信号，确定所述水面中继设备与所述水下机器人之间的相对方向和相对距离，并将所述相对方向和所述相对距离发送至所述第一控制器；

所述第一控制器，还用于根据所述相对方向和所述相对距离，确定所述水面中继设备在水面中的移动参数，并生成与所述移动参数匹配的移动控制信号，将所述移动控制信号发送至所述动力装置，以使所述水面中继设备朝向所述水下机器人的正上方移动；

所述移动参数包括：移动方向以及移动距离。

4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，在所述水下机器人中还设置有第二定位发射模块、第二控制器以及用于承载所述光通信模块的第二旋转云台，在所述水面中继设备中还设置有与所述第二定位发射模块匹配的第二定位应答模块；所述第二控制器分别与所述第二定位发射模块以及所述第二旋转云台相连；

所述第二定位发射模块，用于向周围环境中发送声学信号，并根据所述第二定位应答模块反馈的应答信号，确定所述水面中继设备与所述水下机器人之间的相对方向，并将所述相对方向发送至所述第二控制器；

所述第二控制器，用于根据所述相对方向，确定所述第二旋转云台的旋转位置，并生成与所述旋转位置匹配的旋转控制信号发送至所述第二旋转云台，以使所述水下机器人的光通信模块指向所述水面中继设备的光通信模块。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述水面中继设备中还设置有第三定位发射模块、第三控制器以及动力装置，在所述水下机器人中还设置有与所述第三定位发射模块匹配的第三定位应答模块；所述第三控制器分别与所述第三定位发射模块以及所述动力装置相连；

所述第三定位发射模块，用于向周围环境中发送声学信号，并根据所述第三定位应答模块反馈的应答信号，确定所述水面中继设备与所述水下机器人之间的相对方向和相对距离，并将所述相对方向和所述相对距离发送至所述第三控制器；

所述第三控制器，用于根据所述相对方向和所述相对距离，确定所述水面中继设备在水面中的移动参数，并生成与所述移动参数匹配的移动控制信号发送至所述动力装置，以使所述水面中继设备朝向所述水下机器人的正上方移动；

所述移动参数包括：移动方向以及移动距离。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水面中继设备中还设置有卫星定位模块，用于获取所述水面中继设备和/或所述水下机器人的位置信息。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述远程控制设备中还设置有显示模块，用于显示所述水下机器人发送的探测信息，和/或显示所述水面中继设备发送的所述位置信息。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移动通信模块具体包括：4G系统芯片、移动信号收发链路以及天线；所述4G系统芯片与所述移动信号收发链路相连；所述移动信号收发链路与所述天线相连；

所述光通信模块具体包括：光控制单元、光信号收发链路、光发射器和光接收器；所述光控制单元与所述光信号收发链路相连；所述光信号收发链路分别与光发射器和光接收器相连；

所述4G系统芯片通过数据通信接口与所述光控制单元相连，用于将接收的移动信号转换为光信号，和/或将接收的光信号转换为移动信号。