渔业养殖监测用AUV及其控制系统

针对当前渔业养殖移动监测装备续航能力低、成本高、难于普遍应用的现状，提出并研制了一台小型便携式渔业养殖移动与定点监测用AUV。该AUV采用“类海豹式”作业模式和模块化结构，用常规GNSS代替昂贵的水下惯导系统，三个主要舱体呈“品”字型分布以增加平稳性，并以步进电机控制活塞改变外置油囊体积来实现无动力潜浮。以低功耗STM32F407芯片为控制核心，采用FreeRTOS嵌入式实时操作系统和LabVIEW开发环境，设计与开发AUV水面自主巡航和动态避障系统、数据图像采集与通信系统和岸基智慧渔业大数据人机交互界面。能耗分析和仿真实验结果分别表明该AUV能耗低，当携带锂电池电量为5.184 kWh时，续航时间可达约77 h，且能够实现自主巡航。样机试验表明能够与岸基上位机进行通信并有效采集水域水质信息及水下视频图像。渔业养殖监测用AUV搭载传感器灵活、续航时间长、功耗小、成本低、易维护和升级，能够满足不同类型渔业养殖的立体化移动和长期定点监测需求。