一种水生动物捕获收集系统及其实现方法

1.本发明涉及环境保护技术领域，尤其是一种水生动物捕获收集系统及其实现方法。


背景技术：

2.由于气候变化、生态变化等原因，各地海域内频繁出现不同程度的水生动物爆发灾害，对海洋生态平衡造成了极大的危害，因此在水生动物爆发严重时，有必要对其进行捕获收集，以清理过多的水生动物。
3.现有应用较多的水生动物捕捞方式主要有传统人工捕捞方式、光学捕杀系统、超声波捕杀系统，但其捕捞水生动物时均存在较明显的缺陷：传统的人工捕捞方式采用人工拖网进行捕捞，无差别的捕捞方式容易误伤其他的水生动物，造成不必要的损失；光学捕杀系统采取顶点固定装置的方式，限制了其工作的范围，无法应对多点暴发的水生动物灾害，如果安放更多的装置，则需要大大增加灾害防治的成本；超声波捕杀系统由于超声波的广泛传播以及超声波本身的特性，会影响到捕杀范围内其他的海洋生物，导致其出现异常，长期的超声波还会去干海域内的各种鱼类，对生态环境有一定的危害作用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供一种高效、具有针对性的水生动物捕获收集系统及其实现方法。
5.本发明实施例提供了一种水生动物捕获收集系统，包括：捕获收集装置；巡航控制设备，所述巡航控制设备用于监控所述捕获收集装置的巡航运动，所述巡航控制设备还用于为所述捕获收集装置设定巡航路线；其中，所述捕获收集装置包括：抽吸部件，用于将水体以及水体内的水生动物吸入所述捕获收集装置内部；其中，所述抽吸部件由离心泵构成；挤压部件，用于对水生动物进行挤压处理；其中，所述挤压部件由设计有线形条纹的两对滚轴以及两对相向旋转的滚动轴承构成；收集部件，用于收集处理过后的所述水生动物；其中，所述收集部件由滤网和储存箱组成；中央处理器，用于收集巡检信息、识别水生动物以及控制所述捕获收集装置的巡航运动；其中，所述中央处理器包括控制器和运算器。
6.可选地，所述捕获收集装置还包括：壳体，所述壳体包括入水口、排水口，所述壳体用于确定待处理水体的流动方向；摄像头，所述摄像头用于获取水体环境图像。
7.可选地，所述捕获收集装置还包括：电源，所述电源用于向所述水生动物捕获收集装置供电。
8.可选地，所述捕获收集装置还包括：驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述捕获收集装置沿所述巡航控制设备设定的自动巡航路线行进。
9.可选地，所述捕获收集装置还包括：定位系统，所述定位系统用于跟踪所述捕获收集装置的位置。
10.本发明的实施例还提供了一种基于上述水生动物捕获收集系统的实现方法，包
括：通过控制器启动捕获收集装置，配置捕获收集装置与巡航控制设备进行通信连接；通过所述巡航控制设备监控所述捕获收集装置的巡航运动以及为所述捕获收集装置规划自动巡航路线；通过所述捕获收集装置识别待处理的水生动物并确定对该水生动物的处理方式；通过抽吸部件中的离心泵产生压差将所述待处理的水生动物吸入所述捕获收集装置；通过挤压部件对所述水生动物进行挤压处理，获得所述水生动物的尸体；通过所述收集部件收集所述水生动物的尸体。
11.可选地，还包括：通过壳体确定待处理水体的流动方向；通过摄像头获取水体环境图像。
12.可选地，还包括：通过电源向捕获收集装置供电。
13.可选地，还包括：通过驱动装置驱动捕获收集装置沿所述巡航控制设备设定的自动巡航路线行进。
14.可选地，还包括：通过定位系统跟踪所述捕获收集装置的位置。
15.本发明的实施例具有如下有益效果：通过控制器启动捕获收集装置，配置捕获收集装置与巡航控制设备进行通信连接，并且通过巡航控制设备监控捕获收集装置的巡航运动以及为捕获收集装置自动规划巡航路线，使得捕获收集装置能够在水体中自动巡航。在进行捕获收集时，通过中央处理器识别待处理的水生动物，并且通过抽吸部件中的离心泵产生压差将待处理的水生动物吸入所述捕获收集装置，通过挤压部件对水生动物进行挤压处理，再使用收集部件收集水生动物的尸体，能够以自动巡航的方式高效并且具有针对性地捕获收集需要处理的水生动物，防止水生动物泛滥。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明实施例提供的捕获收集系统结构图；
18.图2是本发明实施例提供的捕获收集装置的工作原理图；
19.图3是本发明实施例提供的捕获收集装置的剖面图；
20.图4是本发明实施例提供的捕获收集装置的装置内部结构图；
21.图5是本发明实施例提供的捕获收集装置的抽吸部件结构图；
22.图6是本发明实施例提供的捕获收集装置的挤压部件结构图；
23.图7是本发明实施例提供的捕获收集装置的滤网结构图；
24.图8是本发明实施例提供的一个应用场景中的捕获收集装置的部件配合工作流程图。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.针对现有技术不能很好解决水生动物泛滥灾害的问题，本发明实施例提供了一种水生动物捕获收集系统，参照图1，图1是本发明实施例的系统模块图，包括：捕获收集装置100；巡航控制设备200，巡航控制设备200用于监控捕获收集装置100的巡航运动，巡航控制设备200还用于为捕获收集装置100设定巡航路线；其中，捕获收集装置100包括：抽吸部件130，用于将水体以及水体内的水生动物吸入捕获收集装置100内部；其中，抽吸部件130由离心泵构成；挤压部件110，用于对水生动物进行挤压处理；其中，挤压部件110由设计有线形条纹的两对滚轴111以及两对相向旋转的滚动轴承构成；收集部件，用于收集处理过后的水生动物；其中，收集部件由滤网121和储存箱122组成；中央处理器，用于收集巡检信息、识别水生动物以及控制捕获收集装置100的巡航运动；其中，中央处理器包括控制器和运算器。
27.本发明实施例的捕获收集装置100还包括：壳体140，该壳体140包括入水口、排水口，该壳体140还用于确定待处理水体的流动方向，此外，该壳体140还能够保护捕获收集装置100的抽吸部件130、挤压部件110、收集部件、中央控制器等内部结构；本实施例还包括摄像头，摄像头用于获取水体环境图像。
28.其中，以装置的前进方向为前端，摄像头安装于本装置的前端，获取水体环境的图像上传到中央处理器。本装置的摄像头采用360
°
全景鱼眼镜头，能够以本装置为中心获得四周的全景影像；可选地，摄像头周围配置可调节亮度的照明灯，该照明灯能够提供超过5000流明的亮度，在亮度较低的水下环境中辅助摄像头成像，能够保证成像的质量。
29.本发明实施例的捕获收集装置100还包括：电源，该电源用于向水生动物捕获收集装置100供电。
30.本发明实施例的捕获收集装置100还包括：驱动装置，该驱动装置用于驱动捕获收集装置100沿巡航控制设备200设定的自动巡航路线行进。
31.本发明实施例的捕获收集装置100还包括：定位系统，该定位系统用于跟踪捕获收集装置100的位置。
32.下面结合上述内容以及附图详细介绍本发明实施例中捕获收集装置100的工作原理：
33.参照图2，图2是本发明实施例提供的捕获收集装置工作原理图，为方便描述，以下将本发明实施例的捕获收集装置100称为本装置。
34.第一步，参照图3和图4，图3是本发明实施例提供的捕获收集装置的剖面图，图4是本发明实施例提供的捕获收集装置内部结构图，通过控制器控制壳体140打开进水口141、排水口，并且控制本装置开始工作。在本发明的实施例中，进水口141、排水口可以是壳体140的前端舱门和后端舱门，方便开启与关闭，在其他的实施例中，进水口141、排水口也可以是其他形式的孔洞。进水口141与排水口分别是水体进入和排出的位置，需要说明的是，本发明实施例的水体可以是海域、江河、湖泊等水体。以海水为例，在捕获收集装置100工作过程中，装置会不断地将海水从进水口141吸入舱体内(壳体140内部)，海水中携带有待处理的水生动物，经过处理后的海水则将通过后续处理部件的缝隙和孔洞到达排水口，再从排水口排入海中。
35.第二步，抽吸部件130运转，离心泵进行工作，使得本装置的舱体内外产生压差，达到吸入水体以及待处理水生动物的目的。参照图5，图5是本发明实施例提供的捕获收集装
置的抽吸部件结构图，本装置抽吸部件130由离心泵构成，离心泵由泵外壳132、叶轮133、轴135、轴承134以及控制舱136组成，其中，控制舱中可以安装有驱动电机、中央处理器、定位部件等器件，用于满足装置的驱动航行、定位以及数据处理功能。水体进入泵外壳132内部后，驱动电机的驱动力沿轴135传递，带动叶轮133转动，叶轮133旋转的过程中，水体收到叶片的冲击，发生高速旋转运动，水体的能量不断增加，在离心运动的作用下，处理后的水体被甩向外沿，由于压差的存在，处理后的水体从泵外壳132内部的管道流向离心泵的出水口131，出水口131与本装置后端舱门的排水口连通，能够将处理后的水体排出外界。在抽吸部件运转的过程中，同样由于压差的存在，外界的水体以及水体中的水生动物能够从进水口141被吸入本装置内部。
36.第三步，海水携带着水生动物通过本装置的进水口141到达挤压部件110，海水经过缝隙和孔洞流过，通过挤压部件110的滚轴111将水生动物挤压死亡。本装置的挤压部件110安置在舱体内舱门的后方，参照图6，图6是本发明实施例提供的捕获收集装置的挤压部件结构图，挤压部件110设计有两组相向旋转的滚轴111以及两对相向旋转的滚动轴承，由滚动轴承带动滚轴111滚动旋转，滚轴111的竖直面与舱门之间由一个圆台面连接，能够使得水生动物聚集到滚轴111并通过滚轴111，根据需要捕获收集的水生动物的体积大小不同可以控制滚轴间隙使其大小适宜，以将对其他水生动物的影响降至最低。挤压部件110将舱体隔开，舱门打开后，一侧与舱外连通，另一侧则是收集部件。水体通过圆台面的对开孔以及挤压部件110的缝隙流入，水生动物则经过滚轴111被挤压。
37.采用滚轴设计的挤压部件110具有磨损小、使用寿命长并且摩擦阻力小、功率消耗低、机械效率高的特点。本发明实施例的挤压部件110结构紧凑，能够对每一个水生动物进行挤压处理，能够应对数量较多的处理情况。
38.第四步，通过滤网121拦截水生动物的尸体，使得水生动物的尸体集中停留在滤网121的下方，水体通过滤网121流出。通过在挤压装置内部设置以一定角度倾斜向下的滤网121，滤网121的结构参照图7，图7是本发明实施例提供的捕获收集装置的滤网结构图，滤网121可以将水生动物的尸体与水体分离开来，并且使得水生动物的尸体在重力的作用下从滤网121脱离，堆积到滤网121下方。
39.第五步，当工作结束后，进水口141和排水口关闭，储存箱122箱门打开，水生动物的尸体从滤网121进入箱内，箱门关闭，并且控制本装置返航。
40.下面介绍本发明实施例的巡航控制设备200：
41.本实施例控制捕获收集装置100的巡航有两种模式如下：
42.1、根据设定路线进行巡航。
43.在根据设定路线进行巡航的模式下，由巡航控制设备200选择巡航区域，并根据巡航区域以及捕获收集装置100的电池余量进行路线规划，使得捕获收集装置100的控制器控制捕获收集装置100按既定航线进行巡航。
44.2、智能巡航。
45.在智能巡航的模式下，巡航控制设备200设定航行时间以及返航时间，并实时监控捕获收集装置100的航行状况，在识别出需要进行捕获收集处理的情况下，控制捕获收集装置100向指定点位航行，以靠近待处理的水生动物群，进行捕获收集处理，处理完毕后，捕获收集装置100继续智能巡航直至返航时间到达。
46.具体地，本发明实施例的巡航控制设备200可以是手机、平板电脑、电脑等移动终端设备，该巡航控制设备200上搭载了水下航行软件，该水下航行软件能够根据工作的区域以及捕获收集装置100的电池余量为捕获收集装置100设定自动航行路线，并监控捕获收集装置100的巡航，便于掌握捕获采集的实时情况。需要说明的是，巡航控制设备具体可以通过捕获收集装置的中央处理器以及定位系统上传的信息对捕获收集装置进行实时监控。
47.该水下航行软件基于altizure进行开发，altizure是一款适用于飞行无人机的航测建模软件，它能够满足基本的飞行参数自定义设置，同时具有将二维图像转化为3d模型的功能。为了使altizure适用于捕获收集装置100的自动巡航设置，在原有软件的基础上进行开发，通过将飞行高度设置功能修改为航行水深设置功能，以调整装置的下潜深度，更为精确地规定了装置的工作环境和位置，并保留了其选取航行任务的工作区域，航线的角度等功能；由于水下巡航与空中飞行是两种截然不同的环境，本发明的实施例对altizure原有的设计参数进行了转换修改，使其能够适应水下智能装置的自定义航行，拓展其在水下航行控制方面的功能。
48.该水下航行软件的基本功能如下：在一个新建的航行任务中，在地图上选择本次任务的巡航区域，并确定航行预定完成的时间，通过调整航行下潜水深、航向重叠率、旁向重叠率和相机倾角等参数，确定具体巡航控制要求。
49.此外，本发明实施例的捕获收集系统具有装置智能巡航功能，能够在捕获收集装置100识别到目标水生动物时，通过巡航控制设备200控制捕获收集装置100改变航向，对目标水生动物进行捕获收集处理，在捕获收集处理完成后，再寻找下一个目标任务点。智能巡航可以自由航行，不设定航线，更适用于对海洋区域的巡逻，在监测目标水生动物的动态后进行处理，进行区域水生动物灾害的预防。
50.本发明实施例能够通过巡航控制设备200监控捕获收集装置100的巡航运动以及为捕获收集装置100设定自动巡航路线。
51.本发明的实施例还提供了一种基于上述水生动物捕获收集系统的水生动物捕获收集系统的实现方法，包括：通过控制器启动捕获收集装置100，配置捕获收集装置100与巡航控制设备200进行通信连接；通过巡航控制设备200监控捕获收集装置100的巡航运动以及为捕获收集装置100规划自动巡航路线；通过捕获收集装置100识别待处理的水生动物并确定对该水生动物的处理方式；通过抽吸部件130中的离心泵产生压差将待处理的水生动物吸入捕获收集装置100；通过挤压部件110对水生动物进行挤压处理，获得水生动物的尸体；通过收集部件收集水生动物的尸体。
52.具体地，本实施例的控制器位于捕获收集装置100内部的中央处理器，启动捕获收集装置100后，配置捕获收集装置100与巡航控制设备200进行通信连接，能够在巡航控制设备200上远程监控以及远程控制该捕获收集装置100的巡航。上述确定对该水生动物的处理方式具体可以为进行捕获收集处理、不进行捕获收集处理两种方式。
53.本实施例还包括：通过壳体140确定待处理水体的流动方向；通过摄像头获取水体环境图像。
54.本实施例还包括：通过电源向捕获收集装置100供电。
55.本实施例还包括：通过驱动装置驱动捕获收集装置100沿巡航控制设备200设定的自动巡航路线行进。
56.本实施例还包括：通过定位系统跟踪捕获收集装置100的位置。
57.本发明的实施例具有以下有益效果：
58.1、能够高效、具有针对性地处理水生动物泛滥灾害；
59.2、本发明实施例的装置不依靠复杂的机械设备，简单并且容易实现。
60.以下是本发明实施例提供的一个防治水母泛滥灾害的应用场景：
61.通过控制器启动捕获收集装置100，配置捕获收集装置100与巡航控制设备200进行通信连接，通过巡航控制设备200监控捕获收集装置100的巡航运动以及自动规划路线，捕获收集装置采用的摄像头获取待处理的水域图像，对图像进行识别，并通过中央处理器确定对该区域水母的处理方式。在进行捕获收集时，参照图8，通过抽吸部件130中的离心泵产生压差将待处理的水母吸入捕获收集装置100，由于水母体内含水量超过95％，具有体积小、重量小的特点，在使用本发明实施例进行捕获收集时，可以采用与水母体积大小适宜的进水口141，将水母通过进水口141吸入本发明实施例的系统装置中，水母到达挤压部件110，被滚轴111挤压，破坏了水母的原本形态，将水母体内的水分挤压排出，挤压后得到的尸体体积非常小，能够大容量地收集储存于滤网121中，方便收集部件对水母尸体的收集。当巡航以及捕获收集工作结束后，进水口141和排水口关闭，位于滤网121侧的储存箱122的箱门打开，水母尸体进入到储存箱122内，箱门关闭，便于后续集中处理，同时控制捕获收集装置100返航。
62.在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
63.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
64.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
65.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种水生动物捕获收集系统，其特征在于，包括：捕获收集装置；巡航控制设备，所述巡航控制设备用于监控所述捕获收集装置的巡航运动，所述巡航控制设备还用于为所述捕获收集装置设定巡航路线；其中，所述捕获收集装置包括：抽吸部件，用于将水体以及水体内的水生动物吸入所述捕获收集装置内部；其中，所述抽吸部件由离心泵构成；挤压部件，用于对水生动物进行挤压处理；其中，所述挤压部件由设计有线形条纹的两对滚轴以及两对相向旋转的滚动轴承构成；收集部件，用于收集处理过后的所述水生动物；其中，所述收集部件由滤网和储存箱组成；中央处理器，用于收集巡检信息、识别水生动物以及控制所述捕获收集装置的巡航运动；其中，所述中央处理器包括控制器和运算器。2.根据权利要求1所述的一种水生动物捕获收集系统，其特征在于，所述捕获收集装置还包括：壳体，所述壳体包括入水口、排水口，所述壳体用于确定待处理水体的流动方向；摄像头，所述摄像头用于获取水体环境图像。3.根据权利要求1所述的一种水生动物捕获收集系统，其特征在于，所述捕获收集装置还包括：电源，所述电源用于向所述水生动物捕获收集装置供电。4.根据权利要求1所述的一种水生动物捕获收集系统，其特征在于，所述捕获收集装置还包括：驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述捕获收集装置沿所述巡航控制设备设定的自动巡航路线行进。5.根据权利要求1所述的一种水生动物捕获收集系统，其特征在于，所述捕获收集装置还包括:定位系统，所述定位系统用于跟踪所述捕获收集装置的位置。6.一种基于如权利要求1所述的水生动物捕获收集系统的实现方法，其特征在于，包括：通过控制器启动捕获收集装置，配置捕获收集装置与巡航控制设备进行通信连接；通过所述巡航控制设备监控所述捕获收集装置的巡航运动以及为所述捕获收集装置规划自动巡航路线；通过所述捕获收集装置识别待处理的水生动物并确定对该水生动物的处理方式；通过抽吸部件中的离心泵产生压差将所述待处理的水生动物吸入所述捕获收集装置；通过挤压部件对所述水生动物进行挤压处理，获得所述水生动物的尸体；通过所述收集部件收集所述水生动物的尸体。7.根据权利要求6所述的一种基于如权利要求1所述的水生动物捕获收集系统的实现方法，其特征在于，还包括：通过壳体确定待处理水体的流动方向；
通过摄像头获取水体环境图像。8.根据权利要求6所述的一种基于如权利要求1所述的水生动物捕获收集系统的实现方法，其特征在于，还包括：通过电源向捕获收集装置供电。9.根据权利要求6所述的一种基于如权利要求1所述的水生动物捕获收集系统的实现方法，其特征在于，还包括：通过驱动装置驱动捕获收集装置沿所述巡航控制设备设定的自动巡航路线行进。10.根据权利要求6所述的一种基于如权利要求1所述的水生动物捕获收集系统的实现方法，其特征在于，还包括：通过定位系统跟踪所述捕获收集装置的位置。

技术总结
本发明公开了一种水生动物捕获收集系统及其实现方法，通过控制器启动捕获收集装置，配置捕获收集装置与巡航控制设备进行通信连接，并且通过巡航控制设备监控捕获收集装置的巡航运动以及为捕获收集装置自动规划巡航路线，使得捕获收集装置能够在水体中自动巡航。在进行捕获收集时，通过中央处理器识别待处理的水生动物，并且通过抽吸部件中的离心泵产生压差将待处理的水生动物吸入所述捕获收集装置，通过挤压部件对水生动物进行挤压处理，再使用收集部件收集水生动物的尸体，能够以自动巡航的方式高效并且具有针对性地捕获收集需要处理的水生动物，防止水生动物泛滥。本发明实施例可以广泛应用于环境保护技术领域。实施例可以广泛应用于环境保护技术领域。实施例可以广泛应用于环境保护技术领域。


技术研发人员：任磊 庞礼铧 黎明思
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：2022.10.27
技术公布日：2023/3/30