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专利号: 202211162165X
申请人: 北部湾大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于水质检测的水下机器人控制系统,其特征在于,包括:识别模块:识别控制区域内的水下机器人,确定目标机器人,并与所述目标机器人建立通讯链路;

定位模块:确定控制区域内的水质检测点,获取所述目标检测点的位置参数;

控制模块:将所述位置参数生成信号指令传输至目标机器人,并控制目标机器人前往所述目标监测点;

检测模块:所述目标机器人对所述目标监测点的水源进行检测,获取水质检测数据,并对所述水质检测数据进行分析确定水质变化规律;

集成模块:接收所述水质变化规律,生成拟合结果并进行判断,生成判断结果传输至控制终端;

所述识别模块,包括:

感应单元:用于获取控制区域内水下机器人的位置,生成定位;

识别单元:用于识别水下机器人的标志编号,并检索控制中心的对应信息;

检索单元:用于记录检索成功的水下机器人,确定目标机器人;

通讯单元:通过预置的通讯装置将所述目标机器人与控制中心建立通讯链路,实时跟踪位置点信息;

所述预置的通讯装置,还包括:在控制中心与所述目标机器进行实时通讯时,还会在通讯信息中添加信息延时检测指令,目的是分析当前通信时目标机器人对数据分析和处理的延时程度,并根据所述目标机器人对数据分析和处理的延时程度在控制中心生成延时指示灯的控制指令,则控制中心的人员可根据延时指示灯的亮灭快慢知晓当前对所述目标机器进行实时通讯和控制的延时程度,从而进一步的提醒控制人员按照当前的延时程度进行相应的调整,其具体步骤包括,步骤A1:利用公式(1)在通讯信息中添加信息延时检测指令得到含延时检测的通讯信息其中W16表示含延时检测的通讯信息的十六进制形式;len[]表示求取括号内二进制数的数据位数X16表示不含延时检测的通讯信息的十六进制形式;Y16表示所述延时检测指令的十六进制形式;<<表示左移符号;()2表示将括号内的数值转换为二进制数;

步骤A2:利用公式(2)根据所述含延时检测的通讯信息发出时的时刻以及接收到关于所述含延时检测的通讯信息的返回指令时的时刻以及所述含延时检测的通讯信息的数据长度和所述含延时检测的通讯信息的返回指令的数据长度以及所述通信链路的传输速度得到当前目标机器人对数据分析和处理的延时时长其中T表示当前目标机器人对数据分析和处理的延时时长;te表示接收到目标机器人关于所述含延时检测的通讯信息的返回指令时的时刻,单位为s;t0表示向目标机器人发送所述含延时检测的通讯信息的发出时刻,单位为s;F2(W16)表示接收到目标机器人关于W16信息的返回指令的二进制形式;vbit/s表示所述通信链路的传输速度,单位为bit/s;

步骤A3:利用公式(3)根据当前目标机器人对数据分析和处理的延时时长生成控制中心延时指示灯的控制指令其中E表示生成的所述控制中心延时指示灯的控制指令;Tmin表示所述目标机器人在理论范围内对数据分析和处理的最短延时时长;[]表示进行向上取整;

通过所述控制中心延时指示灯的控制指令生成控制所述延时指示灯的控制引脚的PWM波,控制指令中的1均为引脚高电平,0均为引脚低电平进而形成PWM波,从而进一步的提醒控制人员按照当前的延时程度进行相应的调整。

2.根据权利要求1所述的一种用于水质检测的水下机器人控制系统,其特征在于,所述预置的通讯装置,包括:机械波通讯子单元、声呐子单元和红外线子单元;其中,机械波通讯子单元:用于产生用于远距离通讯的机械波;

声呐子单元:用于产生用于中距离通讯的高频超声波;

红外线子单元:用于产生用于近距离通讯的红外信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于水质检测的水下机器人控制系统,其特征在于,所述定位模块,包括:确定单元:用于基于预先获取的控制区域三维模型和进出水口的水流参数信息,对控制区域进行划分,并确定水质检测点;

定位单元:用于连接控制中心和所述水质检测点,并确定控制中心与所述水质检测点的相对位置;

参数单元:用于以控制中心为原点,生成表征所述相对位置的位置参数。

4.根据权利要求1所述的一种用于水质检测的水下机器人控制系统,其特征在于,所述控制模块,包括:指令单元:用于基于预置的激光雷达将所述位置参数输出为信号指令,并传输至所述目标机器人;

接收单元:用于目标机器人在预置的RTK基站接收所述信号指令和所述位置点信息;

控制单元:用于基于所述信号指令和所述位置点信息,控制所述目标机器人以预设的移动速度前往目标位置进行监测。

5.根据权利要求1所述的一种用于水质检测的水下机器人控制系统,其特征在于,所述控制模块,包括:检测单元:用于利用预设的水质检测器对所述目标监测点的水源进行检测,获取水质检测数据;其中,所述水质检测器至少包括图像检测器、水温检测器、PH值检测器、浊度检测器和溶解性总固体值检测器;

所述水质检测数据至少包括垃圾数据、温度数据、PH值数据、浊度值数据和溶解性总固体值数据;

校验单元:用于复核所述水质监测数据,对误差进行消除;

分析单元:对所述水质监测数据与预设的历史数据进行定量分析,确定所述目标检测点的水质变化规律。

6.根据权利要求5所述的一种用于水质检测的水下机器人控制系统,其特征在于,所述检测单元,包括:图像检测器子单元:用于接触所述目标检测点的水源,并获取所述水源的垃圾数据;

水温检测器子单元:用于接触所述目标检测点的水源,并获取所述水源的温度数据;

PH值检测器子单元:用于接触所述目标检测点的水源,并获取所述水源的PH值数据;

浊度检测器子单元:用于照射所述目标检测点的水源,生成散射光,并获取所述散射光的浊度值数据;

溶解性总固体值检测器子单元:用于接触所述目标检测点的水源,获取溶解性总固体值数据。

7.根据权利要求1所述的一种用于水质检测的水下机器人控制系统,其特征在于,所述集成模块,包括:拟合单元:用于将获取的所述水质变化规律进行插值和拟合,生成拟合结果;

判断单元:用于将所述拟合结果进行分析判断,确定判断结果;其中,所述判断结果包括正常结果和异常结果;

预警单元:用于对所述异常结果生成异常信号,传输至控制终端,并调取相应方案。

8.一种水下机器人,采用权利要求1‑7任一项所述的一种用于水质检测的水下机器人控制系统,包括外壳,所述外壳包括呈筒状的主体部以及端盖,所述主体部的一端封堵,另一端开口,所述端盖可拆卸地设置在主体部的开口的一端以将所述开口选择性地打开或者封堵,在端盖上设置有多个连接孔,在端盖的面向主体部的一侧设置有一圈环槽,在环槽内设置有密封圈。