[发明专利]一种能自动追踪金鱼的水下机器人

说明书

本发明涉及水下机器人技术领域，旨在提供一种能自动追踪金鱼的水下机器人。该机器人包括结构系统、水下控制系统和目标识别与追踪系统；结构系统包括载体框架，耐压外壳包裹在载体框架外，配重块和推进器安装在耐压外壳上，电池安装在载体框架内；水下控制系统包括安装在载体框架上的基本控制模块和电机驱动模块，以及安装在耐压外壳外部的压力传感器；目标识别与追踪系统包括距离测算软件模块、目标识别追踪软件模块和安装在耐压外壳透明摄像窗内的摄像模块。本产品尺寸小、重量轻、操作简便、无需其他辅助设备，没有任何专业背景的个人即可操作；且价格低廉，能够让每个用户有能力使用。同时具有一定的实用性及很强的趣味性、观赏性。

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种能自动追踪金鱼的水下机器人。

背景技术

机器人技术是一种新兴的智能制造技术，在国内外受到广泛应用。自主水下机器人是一种能够在水面以下几米甚至上千米、上万米深度进行自主航行的机器人，具有自动航行、自主导航、自主执行水下任务的能力。与无人机、无人车和无人船相比，它所处的任务环境更为复杂，所使用的传感器和推进系统也不同。具体表现在：1)高频无线电波在水下十几米以下深度无法使用，将会导致操作人员与水下机器人难以保持良好的通信联系；而采用水声通信机，不仅成本高，且通信速率与容量都无法与无线电波相比；2)电子元部件等任何非水密电子部件、机械部件、推进部件均须做水密、耐压保护，否则将发生渗水、漏水导致不能正常水下航行。

目前，现有技术对鱼类的探测追踪主要依赖于范围性的声学设备，缺少能够精确追踪观察鱼个体的水下机器人。本专利是一种面向追踪金鱼的微型水下机器人，具有较高的可靠性、便捷的操作性以及一定的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种能自动追踪金鱼的水下机器人。

为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：

提供一种能自动追踪金鱼的水下机器人，包括结构系统、水下控制系统和目标识别与追踪系统；

结构系统包括载体框架、带透明摄像窗的耐压外壳、配重块、推进器和电池；耐压外壳包裹在载体框架外，配重块和推进器安装在耐压外壳上，电池安装在载体框架内；

水下控制系统包括安装在载体框架上的基本控制模块和电机驱动模块，以及安装在耐压外壳外部的压力传感器；基本控制模块通过信号线连接至电机驱动模块和压力传感器，实现数据通信；电机驱动模块通过电源线连接至推进器；

目标识别与追踪系统包括距离测算软件模块、目标识别追踪软件模块和安装在耐压外壳透明摄像窗内的摄像模块，该摄像模块通过信号线与基本控制模块连接，实现数据通信；所述距离测算软件模块及目标识别追踪软件模块内嵌在摄像模块中。

作为一种改进，载体框架是由PLA材料制作而成；耐压外壳由透明的有机玻璃或亚克力制作而成；配重块采用平衡粘块。

作为一种改进，基本控制模块包括STM32F103C8T6单片机及辅助电路。

作为一种改进，电机驱动模块采用Risym 12V 15A大功率直流电机驱动模块，能控制正反转，能进行PWM调速。

作为一种改进，压力传感器采用GY-MS5803-14BA压力传感器防水模块，量程为0到14Bar的压力，通信接口为I²C。

作为一种改进，摄像模块采用OpenMV3CamM7智能摄像头，搭载OV7725感光元件和ARM Cortex M7处理器，使用MicroPython语言进行程序开发。

作为一种改进，基本控制模块中设有电磁继电器，用于控制竖直推进器供电电源的通断。