联合作业型海星捕获机器人集群作业方法

1.本发明涉及海星捕获技术领域，尤其涉及一种联合作业型海星捕获机器人集群作业方法。


背景技术：

2.海星是海洋中的猎食动物，由于拥有毒刺，且可断肢重生，因此鲜有天敌。在海洋养殖活动中，海星常以贝类为食，造成严重的经济损失和坏境破坏。目前，国内多采用人工捕捞或人工注射药剂等方法进行灭除。但水下环境恶劣，劳动强度大；棘刺剧毒，威胁人员安全；流场环境多变，危险性较高；人工作业劳动效率低；长夜从事水下作业的人员，易患职业病。
3.因此，国内外出现了部分自动化产品。如澳大利亚昆士兰大学发明了一种可自动执行注射作业的水下机器人，该机器人体型较大，布放回收时需要大型绞车配合；专利号cn111012541b公开了一种类似的注射型水下机器人。上述二者均采用注射方法灭杀海星，但海星遗体仍留在水中，海星是否完全死亡，是否会再生，遗体是否会影响海洋环境及其他生物，尚不明确。
4.专利号cn112970731a公开了一种海星灭杀装置，利用负压原理，将单只海星吸入至装置内，利用旋转刀具将海星搅碎并排放如海。该装置在灭杀时的效率较高，但仍无法摆脱人工入水执行作业的弊端。
5.专利号cn109832231b公开了一种海星捕捉装置，利用诱饵将海星吸引进装置内，基于负压原理，将多只海星吸附在装置内壁，从而一次作业可捕获较多海星。该发明采用诱捕型作业方式，作业一次后需将装置取回水面进行处理后，再次入水，执行新一轮作业，布放和回收阶段所耗费的时间成本和人力成本很高，总体效率低。
6.因此，如何高效且安全地实现海星捕杀仍存在技术问题，亟待解决。


技术实现要素：

7.针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，将搜捕与输运的功能分开，利用输运机器人循环往复地将海星打捞回水面，而搜捕机器人持续不断地进行海星搜寻及抓捕作业；捕获效率高。
8.为了实现上述目的，本发明提供一种联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，包括步骤：
9.s1：一母船将一搜捕机器人和一第一接驳站放入水中；所述搜捕机器人发出第一导引信号，所述第一接驳站发出第二导引信号；等待一第一时间段t1后，间隔第二时间段t2将若干输运机器人放入水中；所述搜捕机器人包括一第二接驳站并通过一缆绳连接所述母船；所述输运机器人包括一接驳头，所述接驳头与所述第一接驳站和所述第二接驳站配合；所述搜捕机器人通过一脐带缆由所述母船供给能源；
10.s2：所述搜捕机器人与一所述输运机器人通过所述第二接驳站和所述接驳头对
接，并通知后续到达的所述输运机器人等待；
11.s3：所述搜捕机器人搜捕海星并将海星存放入对接的所述输运机器人；
12.s4：所述输运机器人满仓时与所述搜捕机器人脱离并返回与所述第一接驳站对接；所述搜捕机器人与等待的后一所述输运机器人对接；
13.s5：将所述第一接驳站和对接的所述输运机器人一同回收至所述母船的甲板；取下当前所述输运机器人；将所述第一接驳站再次放入水中；
14.s6：重复步骤s3～s5直至完成所述海星的搜捕；
15.s7：回收所述搜捕机器人、所述输运机器人和所述第一接驳站。
16.优选地，所述第一导引信号和所述第二导引信号包括声学信号、磁场信号或光学信号。
17.优选地，所述第一导引信号载有一第二接驳站占用标志位j；当j＝0时，表示所述第二接驳站无所述输运机器人对接；当j＝1时，表明所述第二接驳站已与一所述输运机器人对接，其他所述输运机器人应依次排队等待；
18.所述第一导引信号还载有一满仓标志位l；当l＝0时，表明当前与所述第二接驳站对接的所述输运机器人尚未装满；当l＝1时，表明当前与所述第二接驳站对接的所述输运机器人已装满；
19.所述第二导引信号载有一第一接驳站占用标志位k；当k＝0时，表明所述第一接驳站无所述输运机器人对接；当k＝1时，表明所述第一接驳站已与一所述输运机器人对接，其他所述输运机器人应依次排队等待。
20.优选地，所述s2步骤中：
21.所述输运机器人依次入水后向所述第一导引信号方向移动；若所述第二接驳站占用标志位j为0，则顺位第一的所述输运机器人与所述第二接驳站对接；
22.所述搜捕机器人与所述输运机器人对接后，将所述第二接驳站占用标志位j修改为1；所述搜捕机器人启动抓捕作业。
23.优选地，所述s4步骤中：
24.所述输运机器人满仓时，所述搜捕机器人将所述满仓标志位l修改为1，指示当前对接的所述输运机器人脱离；所述输运机器人脱离后将所述第二接驳站占用标志位j为0；
25.脱离后的所述输运机器人向所述第二导引信号方向移动；所述输运机器人识别所述第一接驳站占用标志位k，若k为0，则该输运机器人与所述第一接驳站对接；完成对接后，所述第一接驳站占用标志位k修改为1，告知后续所述输运机器人等待。
26.优选地，所述s5步骤中：
27.取下所述输运机器人后，所述第一接驳站占用标志位k修改为0。
28.本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
29.本发明采用“功能分割+联合作业”的组成方式，即将“搜捕”与“输运”的功能分开，利用输运机器人循环往复地将海星打捞回水面，而搜捕机器人持续不断地进行海星搜寻及抓捕作业，实现海星的持续搜捕。
30.还具备以下优势：
31.1、完整的活体海星不会影响海洋环境和其他海洋生物，不用担心断体重生等灭杀不彻底的状况发生；
32.2、由于简化了两种类别的机器人功能，因此降低了系统复杂度，降低了单体质量，进而降低了布放回收的难度和对布放系统的要求；
33.3、两种机器人各司其职，持续性搜捕作业，作业流程不会因为布放回收设备而中断，延长了作业时间，进一步提高了作业效率。
附图说明
34.图1为本发明实施例的联合作业型海星捕获机器人集群的结构示意图；
35.图2为本发明实施例的联合作业型海星捕获机器人集群作业方法的流程图。
具体实施方式
36.下面根据附图图1～图2，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
37.请参阅图1～图2，本发明实施例的一种联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，包括步骤：
38.s1：一母船1将一搜捕机器人2和一第一接驳站11放入水中；搜捕机器人2发出第一导引信号，第一接驳站11发出第二导引信号；等待一第一时间段t1后，间隔第二时间段t2将若干输运机器人3放入水中；搜捕机器人2包括一第二接驳站21并通过一缆绳连接母船1；输运机器人3包括一接驳头31，接驳头31与第一接驳站11和第二接驳站21配合；搜捕机器人2通过一脐带缆由母船1供给能源；
39.第一导引信号和第二导引信号包括声学信号、磁场信号或光学信号。信号的类型与作业海区及信号特性的匹配有关。第一导引信号和第二导引信号的类型可以相同，但特征不同，如声音频率、光谱波长等。
40.第一导引信号载有一第二接驳站占用标志位j；当j＝0时，表示第二接驳站21无输运机器人3对接；当j＝1时，表明第二接驳站21已与一输运机器人3对接，其他输运机器人3应依次排队等待；
41.第一导引信号还载有一满仓标志位l；当l＝0时，表明当前与第二接驳站21对接的输运机器人3尚未装满；当l＝1时，表明当前与第二接驳站21对接的输运机器人3已装满；
42.第二导引信号载有一第一接驳站占用标志位k；当k＝0时，表明第一接驳站11无输运机器人3对接；当k＝1时，表明第一接驳站11已与一输运机器人3对接，其他输运机器人3应依次排队等待。
43.s2：搜捕机器人2与一输运机器人3通过第二接驳站21和接驳头31对接，并通知后续到达的输运机器人3等待；
44.s2步骤中：
45.输运机器人3依次入水后向第一导引信号方向移动；若第二接驳站21占用标志位j为0，则顺位第一的输运机器人3与第二接驳站21对接；
46.搜捕机器人2与输运机器人3对接后，将第二接驳站占用标志位j修改为1；搜捕机器人2启动抓捕作业。
47.s3：搜捕机器人2搜捕海星并将海星存放入对接的输运机器人3；
48.s4：输运机器人3满仓时与搜捕机器人2脱离并返回与第一接驳站11对接；搜捕机
器人2与等待的后一输运机器人3对接；
49.s4步骤中：
50.输运机器人3满仓时，搜捕机器人2将满仓标志位l修改为1，指示当前对接的输运机器人3脱离；输运机器人3脱离后将第二接驳站占用标志位j为0；
51.脱离后的输运机器人3向第二导引信号方向移动；输运机器人3识别第一接驳站占用标志位k，若k为0，则该输运机器人3与第一接驳站11对接；完成对接后，第一接驳站占用标志位k修改为1，告知后续输运机器人3等待。
52.s5：将第一接驳站11和对接的输运机器人3一同回收至母船1的甲板；取下当前输运机器人3；将第一接驳站11再次放入水中；
53.s5步骤中：
54.取下输运机器人3后，第一接驳站占用标志位k修改为0。
55.s6：重复步骤s3～s5直至完成海星的搜捕；
56.s7：回收搜捕机器人2、输运机器人3和第一接驳站11。
57.以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，包括步骤：s1：一母船将一搜捕机器人和一第一接驳站放入水中；所述搜捕机器人发出第一导引信号，所述第一接驳站发出第二导引信号；等待一第一时间段t1后，间隔第二时间段t2将若干输运机器人放入水中；所述搜捕机器人包括一第二接驳站并通过一缆绳连接所述母船；所述输运机器人包括一接驳头，所述接驳头与所述第一接驳站和所述第二接驳站配合；所述搜捕机器人通过一脐带缆由所述母船供给能源；s2：所述搜捕机器人与一所述输运机器人通过所述第二接驳站和所述接驳头对接，并通知后续到达的所述输运机器人等待；s3：所述搜捕机器人搜捕海星并将海星存放入对接的所述输运机器人；s4：所述输运机器人满仓时与所述搜捕机器人脱离并返回与所述第一接驳站对接；所述搜捕机器人与等待的后一所述输运机器人对接；s5：将所述第一接驳站和对接的所述输运机器人一同回收至所述母船的甲板；取下当前所述输运机器人；将所述第一接驳站再次放入水中；s6：重复步骤s3～s5直至完成所述海星的搜捕；s7：回收所述搜捕机器人、所述输运机器人和所述第一接驳站。2.根据权利要求1所述的联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，其特征在于，所述第一导引信号和所述第二导引信号包括声学信号、磁场信号或光学信号。3.根据权利要求1所述的联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，其特征在于，所述第一导引信号载有一第二接驳站占用标志位j；当j＝0时，表示所述第二接驳站无所述输运机器人对接；当j＝1时，表明所述第二接驳站已与一所述输运机器人对接，其他所述输运机器人应依次排队等待；所述第一导引信号还载有一满仓标志位l；当l＝0时，表明当前与所述第二接驳站对接的所述输运机器人尚未装满；当l＝1时，表明当前与所述第二接驳站对接的所述输运机器人已装满；所述第二导引信号载有一第一接驳站占用标志位k；当k＝0时，表明所述第一接驳站无所述输运机器人对接；当k＝1时，表明所述第一接驳站已与一所述输运机器人对接，其他所述输运机器人应依次排队等待。4.根据权利要求3所述的联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，其特征在于，所述s2步骤中：所述输运机器人依次入水后向所述第一导引信号方向移动；若所述第二接驳站占用标志位j为0，则顺位第一的所述输运机器人与所述第二接驳站对接；所述搜捕机器人与所述输运机器人对接后，将所述第二接驳站占用标志位j修改为1；所述搜捕机器人启动抓捕作业。5.根据权利要求3所述的联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，其特征在于，所述s4步骤中：所述输运机器人满仓时，所述搜捕机器人将所述满仓标志位l修改为1，指示当前对接的所述输运机器人脱离；所述输运机器人脱离后将所述第二接驳站占用标志位j为0；脱离后的所述输运机器人向所述第二导引信号方向移动；所述输运机器人识别所述第一接驳站占用标志位k，若k为0，则该输运机器人与所述第一接驳站对接；完成对接后，所述
第一接驳站占用标志位k修改为1，告知后续所述输运机器人等待。6.根据权利要求5所述的联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，其特征在于，所述s5步骤中：取下所述输运机器人后，所述第一接驳站占用标志位k修改为0。

技术总结
本发明提供一种联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，包括步骤：S1：将搜捕机器人、第一接驳站和输运机器人放入水中；S2：搜捕机器人与一输运机器人对接，并通知后续到达的输运机器人等待；S3：搜捕机器人搜捕海星并将海星存放入输运机器人；S4：输运机器人满仓时与搜捕机器人脱离并返回与第一接驳站对接；S5：将第一接驳站和对接的输运机器人回收至甲板；S6：重复步骤S3～S5；S7：回收搜捕机器人、输运机器人和第一接驳站。本发明的一种联合作业型海星捕获机器人集群作业方法，将搜捕与输运的功能分开，利用输运机器人循环往复地将海星打捞回水面，而搜捕机器人持续不断地进行海星搜寻及抓捕作业；捕获效率高。捕获效率高。捕获效率高。


技术研发人员：罗瑞龙 吴瑜 宋婷婷 王芳
受保护的技术使用者：上海海洋大学
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/7/22