一种智能投料无人船及其投料方法

技术领域

本发明属于智能无人船技术领域，具体涉及一种智能投料无人船及其投料方法。

背景技术

淡水鱼虾蟹的养殖方式主要有粗放养殖、精养、半精养三种方式。其中，精养方式为利用人工投料，具有产量稿、经济效益稿，单位水体的利用率高。

由于虾蟹的天性，虾蟹的领地是固定的，所以只需在固定的养殖区域投喂料料或者撒药；现有的投料方式，一般为人工划着小船去虾蟹领地投料，但此方式投喂效率低；虽然市场上也有水产养殖无人船，但该种无人船不能智能动态监控投料量和投料速度，容易出现无人船还未达到最后目的地，物料就被投完了，导致部分虾蟹养殖区域无料可投。

发明内容

发明目的：为了解决上述问题，本发明提供了一种智能投料无人船及其投料方法。

技术方案：一种智能投料方法，包括：建立标准航行路线，以初始投料速度按照标准航行路线进行投料；实时记录当前行进位置信息以及处于当前行进位置时的剩余物料重量，获取在当前位置之前的实际行驶轨迹；将所述实际行驶轨迹和标准航行路线进行分析，计算得到剩余航行路线；结合所述剩余航行路线和剩余物料重量，计算得到更新后的投料速度；按照所述更新后的投料速度，继续阶段性行进投料，直至剩余物料重量为零或/和剩余航行路线为零。

在进一步的实施例中，建立标准航行路线至少包括以下步骤：

于养殖塘建立X-Y平面坐标系；设定指定养殖塘内包含若干个目标点，其中，目标点坐标为

设定第N-1与N目标点之间的连接线设定为第N-1条标准航行分路线；

其中，第N-1条标准航行分路线至少包括以下信息：第N-1与N目标点之间的路线长度

将第1、2、3、…、N个目标点两两相邻连接得到标准航行路线，则标准航行路线总长度为

在进一步的实施例中，当行进至第M个目标点时，其中

记录得到当前剩余物料重量

在进一步的实施例中，设定所述当前行进位置在养殖塘内的坐标信息为

在进一步的实施例中，选取当前行进位置信息中任意一点位置C，获取C点的横坐标和纵坐标；

再从标准航行路线上选取与C点纵坐标相同的位置点D；计算C点与D点横坐标差的绝对值，得到标准航行路线与实际行驶轨迹之间的偏差

若

若

在进一步的实施例中，设定第i个当前行进位置与第N个目标点连线的角度为A，计算得到

基于A与B，计算得到偏航角

若

若

在进一步的实施例中，基于标准航行路线，结束行进投料后，记录剩余物料重量G；

若

若

在进一步的实施例中，基于标准航行路线，结束行进投料后，记录剩余物料重量G；

若

计算得到从开始行进投料点至第j个当前行进位置之间的实际行驶轨迹长度U；

基于实际行驶轨迹长度U以及标准航行路线

若

若

另一个实施例提供了一种智能投料无人船，包括无人船本体，还包括：

获取单元，用于获取并记录当前行进位置信息和当前行进位置时的剩余物料重量信息，形成当前行进数据；计算单元，基于所述当前行进数据，计算得到实际行驶轨迹；基于所述实际行驶轨迹和标准航行路线计算得到剩余航行路线；基于剩余航行路线以及剩余物料重量，计算得到更新后的投料速度；基于所述更新后的投料速度，形成并输出第一指令；控制单元，接收并执行第一指令。

在进一步的实施例中，所述计算单元还对所述实际行驶轨迹与标准航行路线比较，得到比较结果；基于所述比较结果形成并输出第二指令；所述控制单元接收并执行第二指令。

有益效果：无人船根据标准航行路线行进投料，实时上传记录当前行进位置以及剩余物料重量，根据剩余航行路线和剩余物料重量，实时调整投料速度，进而保证标准航行路线上的养殖区域都有料可投；无人船智能实时监控实际行驶轨迹与标准航行路线的偏差；如果偏离标准航行路线，则通过调整行进方向重新回归至标准航行路线上，实时保持无人船在标准航行路线上行进，使得实际投料作业路线与标准航行路线保持一致，提高投料无人船智能投料效果。

附图说明

图1是本发明的工作流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中存在的问题，申请人对现有各种方案进行了深入地分析，具体如下：

由于虾蟹的天性，虾蟹的领地是固定的，所以只需在固定的养殖区域投喂料料或者撒药；现有的投料方式，一般为人工划着小船去虾蟹领地投料，但此方式投喂效率低；虽然市场上也有水产养殖无人船，但该种无人船不能智能动态监控投料量和投料速度，容易出现无人船还未达到最后目的地，物料就被投完了，导致部分虾蟹养殖区域无料可投。

为此申请人提出了以下解决方案，如图1所示，本实施例提供了一种智能投料方法，包括：

步骤一、建立标准航行路线；在进一步的实施例中，建立标准航行路线至少包括以下步骤：以养殖塘所在平面建立X-Y平面坐标系；设定指定养殖塘内包含若干个目标点，相邻目标点之间连线区域为待投料区域，在本实施例中利用高精度（厘米级）定位仪器对目标点进行定位；其中，目标点坐标为

步骤二、基于上述得到的标准航行路线，以初始投料速度行进投料；无人船行进投料时，无人船为自动控制模式；根据上述得到的标准航行路线或者说地图路径进行投料航行，输入每分钟所需物料重量，自动切换投饵速度。

步骤三、实时记录当前行进位置信息以及处于当前行进位置时的剩余物料重量；无人船每固定间隔时间如每15秒，每30秒，每45秒或每60秒，上传所处的位置即当前行进位置，无人船每达到目标边也上传当前行进位置；无人船在上传当前行进位置信息同时也上传无人船内剩余物料重量。

步骤四、基于所述当前行进位置信息，计算得到在当前位置之前的实际行驶轨迹；

步骤五、基于所述实际行驶轨迹和标准航行路线，计算得到剩余航行路线；基于所述剩余航行路线以及剩余物料重量，计算得到更新后的投料速度。

在进一步的实施例中，当行进至第M个目标点时，其中

在进一步的实施例中，设定所述当前行进位置在养殖塘内的坐标信息为

在进一步的实施例中，选取当前行进位置信息中任意一点位置C，获取C点的横坐标和纵坐标；再从标准航行路线上选取与C点纵坐标相同的位置点D；计算C点与D点横坐标差的绝对值，得到标准航行路线与实际行驶轨迹之间的偏差

在进一步的实施例中，设定第i个当前行进位置与第N个目标点连线的角度为A，计算得到

通过上述两种方式来判断无人船在自动控制模式下，是否偏离标准航行路线；如果偏离标准航行路线，则通过调整行进方向重新回归至标准航行路线上，实时保持无人船在标准航行路线上行进，使得实际投料作业路线与标准航行路线保持一致，提高投料无人船智能投料效果。

在上述实施例中，无人船在执行行进投料任务时，以当前投料速度行驶一端路程，在以更新的速度行驶一端路程，在总的标准航行路线来看，整个养殖塘中的投料是不均匀的，投料速度更新次数对均匀度也会影响，而且无人船的自动控制是一个深度学习的过程，需要以整体均匀度来反应无人船投料的效果，为此：

在进一步的实施例中，基于标准航行路线，结束行进投料后，记录剩余物料重量G；若

无人船在调整投料速度和行驶方向需要时间去执行，在一些工况下，无人船在调整投料速度的情况下，难免也出现剩余物料重量为零的情况，在此种情况下的均匀度计算为：

在进一步的实施例中，基于标准航行路线，结束行进投料后，记录剩余物料重量G；若

基于实际行驶轨迹长度U以及标准航行路线

若

在另一个实施例中提供了一种智能投料无人船，包括无人船本体，还包括：

获取单元，用于获取并记录当前行进位置信息和当前行进位置时的剩余物料重量信息，形成当前行进数据；计算单元，基于所述当前行进数据，计算得到实际行驶轨迹；基于所述实际行驶轨迹和标准航行路线计算得到剩余航行路线；基于剩余航行路线以及剩余物料重量，计算得到更新后的投料速度；基于所述更新后的投料速度，形成并输出第一指令；控制单元，接收并执行第一指令。在本实施例中，第一指令为将投料速度调整为更新后的投料速度。 在本实施例中，利用GPS天线进行无人船的当前行进位置定位。

在进一步的实施例中，所述计算单元还对所述实际行驶轨迹与标准航行路线比较，得到比较结果；基于所述比较结果形成并输出第二指令；所述控制单元接收并执行第二指令。在本实施例中，第二指令为无需调整行驶方向或调整行驶方向。