[发明专利]一种移动式增氧机的作业路径规划及控制方法

说明书

本发明公开了一种移动式增氧机的作业路径规划及控制方法。利用低精度GPS/BD导航系统与方位传感器信息融合的养殖水域自主移动式增氧方式，用于实现全池塘的均匀增氧以及水体的上下层流动。通过水质检测船的水质检测，实时的获得池塘的水质状况，根据池塘的水质状况，分析该水域溶解氧的梯度图分布状况并得知溶解氧浓度低的点，通过GIS系统规划移动式增氧机增氧的路径，利用低精度GPS/BD导航系统和方位传感器共同确定移动式增氧机的当前航向角和目标航行角，为移动式增氧机跟踪规划好的作业路径提供控制信息。本发明移动式增氧机可提升全池塘溶解氧浓度，改善养殖水域的整体水质状况，从而提高水产生物的活力，提高渔业养殖产量，产生更高的经济效益。

技术领域

本发明涉及路径规划及自动导航路径控制领域，特别是移动式增氧机的路径规划及移动中影响因素的消除。

背景技术

溶解氧是水产养殖中一个重要的因素，溶解氧浓度决定了水产生物的活力情况，因此提高溶解氧浓度至关重要。在河蟹养殖过程中，如果池塘中溶解氧发生了变化，将对水产生物产生影响。当养殖水域的溶解氧的浓度在5mg/L以上时，河蟹的摄食量达到最佳值；在养殖水域的溶解氧的浓度降为4mg/L时，河蟹的摄食量下降13％；在养殖水域的溶解氧的浓度降为2mg/L时，河蟹的摄食量下降54％，生长停滞。所以在不同的溶解氧浓度的情况下，河蟹养殖会带来很大的差别。因此，我国的渔业养殖标准规定养殖场所在任何时候溶解氧的浓度不得低于3mg/L。

目前我国提高溶解氧的方法主要有：化学增氧、生物增氧以及机械增氧。化学增氧的具体方法：向养殖水域投入例如过氧化钙、过氧化氢等化学试剂，化学试剂遇水后在水中发生化学作用释放氧气，提升水中的溶解氧的含量；生物增氧的具体方法包括：在养殖水域栽植一些水草或者人为增加水体中的浮游生物量，通过水草和浮游生物的光合作用，吸收水体中的二氧化碳，释放氧气，提升水中的溶解氧的含量；机械增氧是目前采取的最多的措施，具体方法包括：射流式增氧机、叶轮式增氧机、水车式增氧机、曝气式增氧机。通过机械结构的作用，达到提升水中溶解氧的作用。利用化学增氧的方式提高鱼塘的溶解氧的缺点：完全依赖人工，成本很高也会影响养殖水域的水质，对水造成污染并且存放化学试剂不当会降低其效果；利用生物增氧的方式提高鱼塘的溶解氧的缺点，水中营养过剩，就会导致水草疯长，影响池塘的光照度，水草腐烂上浮，造成池水恶化并且在阴天以及晚上时，水草会发生呼吸作用，消耗水中的空气；利用机械增氧的方式增氧必须对其进行定期的维护，维修成本高，并且目前大部分的增氧机都是定点增氧，局限于一定面积范围内，属于单点增氧。

因此，寻找一种方便又不损害水质的增氧方式，为养殖人员减轻负担，提高池塘养殖率，提高经济效率等方面意义重大。该自主移动式增氧机是对水车式增氧机的改进，因为水车式的增氧机只能单点增氧，无法实现全池塘、全方位的增氧，双侧明轮船通过明轮的转动，带动池塘的水的流动，达到增氧的目的。

发明内容

本发明的目的在于提高移动式增氧机的增氧效果，提出了一种在移动式增氧机的底部安装阻尼板的方法。增加水阻力，降低移动式增氧机的速度，达到提高移动式增氧机增氧效果。通过电机驱动明轮实现移动式增氧机全池塘、全水域的增氧，利用水质检测船在预先设定好的航迹上进行水质检测，利用配备的水质检测传感器采集池塘各处溶解氧浓度、PH值以及水温数据，分析该池塘的溶解氧浓度的梯度图分布状况，标注出梯度图中溶解氧浓度低的中心点，将这些信息发送到服务器，服务器再发送信号给移动式增氧机，安排移动式增氧机进行增氧。通过低精度的GPS/BD系统确定位置，通过水质监测仪、方位传感器以及GPS/BD系统这三个的数据，融合计算并判断自主移动式增氧机的移动方向，进而实现增氧的目的。

本发明的技术方案为：一种自主移动式增氧机的作业路径规划及控制方法，用于实现全池塘全方位的均匀增氧以及消除外力的影响。

1.本发明解决其技术问题所采取的技术方案包括一下步骤：

(a)：首先利用水质检测船在预先设定好的航迹上进行水质检测，利用配备的水质检测传感器采集池塘各处溶解氧浓度、PH值以及水温数据；