[发明专利]一种用于鱼群洄游诱导和监测的仿生鱼

说明书

本发明公开了一种用于鱼群洄游诱导和监测的仿生鱼。仿生鱼外部结构模拟鱼形，模拟鱼形结构中集成设置动力模块、识别模块、通讯模块和诱鱼驱鱼模块；本发明采用独立控制动力模块设计，包括胸鳍、尾鳍和背鳍动力模块，运动灵活；通过红外图像融合识别鱼群的种类，生成运动路线以及诱鱼方式；诱鱼模块包括声音、灯光、气味部分，可产生不同频率、大小的声波，由防水LED发光部件制成鱼鳞形状设置不同颜色，气味诱鱼在仿生鱼游动中随水缓慢排出诱饵实现诱鱼；采用远程信息传导实现控制和信息传送，太阳能充电桩实现仿生鱼充电。本发明仿生鱼具有光、声、气味释放系统，能够实现自由接近洄游鱼群并诱导和监测鱼群洄游路线，实现鱼群的生态自然洄游。

技术领域

本发明属于水下机器人设计技术领域，尤其涉及一种用于鱼群洄游诱导和监测的仿生鱼。

背景技术

洄游是鱼类生存方式的一种特殊生态活动，是一些鱼类主动、定期、定向、集群特点的移动。就目前的各种研究结果而言，对鱼类洄游路线的研究常用的方法主要是标志放流法。一般是利用特制的标牌或标签结附在人工培育的幼鱼或捕获的鱼体上，放流到自然水域中。当标志鱼重捕时，将放流和重捕时的各项资料加以对比，以分析鱼类洄游的变动规律。

这些方法均可以检测出鱼类的洄游路线，但是这些方法不仅很大程度的伤害了鱼，而且必须捕到标本、标志后放流才能实现，并且放流后标本的成活率不能保证，实验时间长，回捕率较低，对研究鱼类洄游路线造成不便，更不能对不同种群类型的鱼类的洄游路线进行区分。同时不能对洄游鱼类路线进行主动诱导和干预。

另一方面，随着社会经济的进步和水电资源的开发，水电建设发展对水生生物影响越来越严重，对水生生物保护的紧迫性日益突出。为解决该问题，人们提出了众多保护措施，如修建过鱼设施、开展人工增殖放流、建造人工产卵场、实施水库生态调度、建立鱼类保护区等。我国目前采取的主要保护措施是进行人工增殖放流。但是，长期的实践表明：人工增殖放流存在一定弊端，如放流效果不明显、种群多样性下降、不能完全代替鱼类自然过坝等。过鱼设施是解决上述问题的一种重要手段，它的研究和发展越来越受到重视。

过鱼设施是指让鱼类通过障碍物的人工通道和设施。目前国内外鱼道的主要应用型式为隔板型式，按隔板过鱼孔的形状及位置，可将鱼道分为溢流堰式(也叫台阶式、阶梯式)、淹没孔口式、竖缝式和组合式四种。虽然国内外鱼道建设了很多，但是真正成功的鱼道并不多见。国外学者对北美洲、欧洲、拉丁美洲、非洲、新西兰、亚洲等大坝的鱼类设施最常见的失败原因进行了总结分析，已建鱼道存在以下不足：

由于鱼道的位置不好或因水道流量原因引起的过鱼设施入口处的水流不够等原因，过鱼设施缺乏吸引力。

过鱼设施的设计对于洄游季节的上、下游水位变化考虑不足，导致鱼道水量过小或过大，鱼道入口处水位降落幅度过大。其主要原因是在工程规划阶段，对于上、下游水位变化幅度或上、下游水位后续变化(由于水坝的使用引起的变化，水坝下游河床侵蚀引起的水位变化等)等因素考虑不足。

船闸是以保证船舶顺利通过航道上集中水位落差的厢形水工建筑物，是应用最广的一种通航建筑物，船闸具有大体积联通水体，从而使其具有成为鱼类通道的可能性。

通过光、声、气味等方式诱导鱼类进入鱼道或者船闸，这样具有船闸系统的水利大坝将有可能成为具有过鱼和通航双重作用的水工建筑物，这不仅可以解决未修建过鱼设施的水利枢纽中类坝问题，也可以为今后水利枢纽设计、建设和管理中解决过鱼设施修建占地大，布置困难，成本高，运营管理复杂等问题提供一种选择方法。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种用于鱼群洄游诱导和监测的仿生鱼。本发明要解决的问题是提供一种智能机器仿生鱼，该仿生鱼具有光、声、气味释放系统，能够实现自由接近洄游鱼群并诱导和监测鱼群洄游路线，实现鱼群的生态自然洄游。

本发明通过以下技术方案实现：