水产养殖机器鱼设计与三维路径跟踪控制

为方便监测水质与水下鱼群活动,本研究设计了一款面向全水域实时监测的水产养殖机器鱼,并搭建了机器鱼控制系统,开展了机器鱼三维路径跟踪控制研究。在Serret-Frenet坐标系下建立了机器鱼三维空间路径跟踪误差模型,并基于LOS制导律和李雅普诺夫理论设计了一种模糊滑模控制器,最后利用Matlab仿真对本研究提出的控制算法的有效性进行验证。仿真结果表明：所设计的控制器能使机器鱼在模型参数不确定性、外部干扰未知的情况下实现三维路径跟踪控制,其控制精度和鲁棒性明显优于常规PID与滑模控制器。     

水产养殖水下机器人研究进展

水产养殖是世界范围内食品领域发展最快的行业之一,为人类提供了超过一半的水产品。但是,水产养殖目前面临机械化、自动化程度较低以及产量及效率不高等问题,因此迫切需要转型升级。水下机器人是一种机动灵活的水下作业装备,与传统的水下作业手段相比,在作业方式、范围、适应能力等方面具有明显的优势,应用于水产养殖监测及作业后,有望改变现有养殖模式,推进水产养殖业向机械化、工程化、智慧化、智能化转型,缓解水产养殖业的发展危机。尽管水下机器人近年来得到了蓬勃发展,但是目前在水产养殖业的推广应用仍非常有限,而且尚有诸多技术瓶颈未得到解决。本文面向水产养殖水下机器人的应用实际,对水质监测、视频监控及传输、目标识别与定位、高精度水下导航、智能规划与控制、机器人-机械手系统精准作业等关键技术进行了详细分析,并展望了未来的发展方向,以期为水产养殖水下机器人的研究和应用提供综合性参考。