一种可精确定位的可视探鱼器、探鱼系统及其探鱼方法与流程

本发明涉及探鱼设备技术领域，具体涉及一种可精确定位的可视探鱼器、探鱼系统及其探鱼方法。

背景技术：

目前市场上探鱼器产品种类繁多，各式的功能也很多，从其工作原理上来看基本可以分为两类。

一类是使用声呐定位技术，通过声波传输原理实现探鱼目的。探鱼器在发出声波后依靠声波碰触物体回传的时间来测量距离，通过反射的声波信号，探鱼器可辨认出鱼的信息。这种探鱼器通过水面上带有声呐发生器的探头对声呐信号进行采集，再通过微处理器计算获得鱼的信息并显示给用户。另一类是使用水下摄像原理,主要包括防水摄像机及水上显示器,并用线缆或者无线网络进行连接，通过显示设备观察水下的情况，从而发现鱼类。

上述探鱼器中声呐探鱼器成本高昂，结构复杂，体积大质量重，使用不便。声呐探鱼的范围是全深度，而不是水中特定深度的范围，采集的大量信息中大部分基本是无效信息。另外其在小型水库、河流、湖泊岸边找鱼力不从心，主要原因是岸边地形复杂，水草丛生，超声波的探鱼器呈现回波杂乱，利用超声波技术的探鱼器在岸边探鱼的效果会大打折扣。而水下摄像原理的探鱼器仅能实现水下摄像，无法检测水下其他信息，且防水摄像机下水位置与实际观察位置存在较大偏差，无法准确定位，实用意义不大。

因此开发一款既能准确定位鱼群又能捕捉鱼群图像信息、甚至具备追踪鱼群的探鱼器成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可精确定位的可视探鱼器、探鱼系统及其探鱼方法，解决现有探鱼器无法准确定位鱼群、追踪鱼群的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种可精确定位的可视探鱼器，其特征在于：由水下探头、水面定位浮标及通讯线缆构成，水下探头和水面定位浮标通过通讯线缆连接；所述水下探头内部安装有摄像头和控制电路板，摄像头与控制电路板电信号连接，控制电路板与通讯线缆一端电信号连接；控制电路板上设置有陀螺仪和电子罗盘；所述水面定位浮标由上壳体、电池组、下壳体、绕线装置和控制主板构成，上壳体和下壳体固定连接且两者之间形成水密容纳空间，水面定位浮标外侧壁上可拆卸地装配有电池组；所述上壳体内设置有gps模块、无线通讯模块和控制主板，控制主板上设置有微处理器、电子罗盘、陀螺仪；所述下壳体外侧壁下部对称分布有推进器，下壳体内部固定有绕线装置，通讯线缆另一端通过绕线装置与控制主板电信号连接；所述电池组与控制主板、gps模块、无线通讯模块、绕线装置电信号连接。

更进一步的技术方案是所述上壳体顶部向下凹或下壳体底部向上凹形成凹槽，凹槽底部设置有第一水密插接件，电池组底部设置有插座，插座插接在第一水密插接件一端的插头上，第一水密插接件另一端通过线缆与控制主板电连接。

更进一步的技术方案是所述水面定位浮标上设置有电源开关，电源开关与电池组电连接，电源开关为按钮式开关或者感应开关。

更进一步的技术方案是所述绕线装置由电机和绕线轮构成，绕线轮由同轴设置的定子轮和转子轮构成，定子轮中间固定有轴，轴外侧壁上套接有导电滑环定子，导电滑环定子套接有导电滑环转子，导电滑环转子套接有转子轮，转子轮外侧壁设置有传动轴，电机驱动传动轴转动；所述轴上开设有通孔，转子轮上开设有出线孔，通讯线缆在导电滑环处分为两段；其中一段通讯线缆的一端与控制主板连接，另一端从轴上通孔插入并与导电滑环定子连接；另一端通讯线缆的一端与导电滑环转子连接，另一端穿过出线孔通过转子轮与水下探头连接。

更进一步的技术方案是所述水下探头由探头外壳和探头密封盖构成，探头外壳内部依次固定有透镜、摄像头、控制电路板，探头密封盖顶部设置有深度传感器、温度传感器，顶部中间设置有第二水密插接件，第二水密插接件一端的插头与通讯线缆连接，另一端通过线缆与控制电路板连接。

更进一步的技术方案是所述水下探头外侧壁上设置有吊耳，通讯线缆上设置有第一牵引绳和第二牵引绳，第一牵引绳自由端与吊耳连接，第二牵引绳末端上悬挂有配重块。

更进一步的技术方案是所述探头外壳上设置有照明灯，照明灯均匀分布在摄像头周围。

更进一步的技术方案是所述推进器设置有2-6个且排列在同一圆周上。

更进一步的技术方案是所述上壳体顶部设置有指示灯、wifi天线，下壳体底部设置有诱鱼灯。

本发明还可以是一种可精确定位的可视探鱼系统，其特征在于：包括移动终端和上述技术方案中任一项所述的探鱼器，移动终端与无线通信模块信号连接。

本发明还可以是一种可精确定位的可视探鱼系统的探鱼方法：其特征在于：包括如下步骤：

1)将可视探鱼器放到水里，连接移动终端，记录初始位置，遥控水面定位浮标至目测钓点，保持gps模块获取水面定位浮标位置信息，保持水面定位浮标(在目标位置1米的误差范围内相对静止；

2)绕线装置释放水下探头至水下，通过摄像头传送数据观察水底鱼情，若为目标鱼群，微处理器解算水下探头对水面定位浮标相对位置，保存窝点位置；若非目标鱼群，驱动水面定位浮标去下一个目测钓点，重复步骤1)；

3)设置多个窝点后，探鱼器自动航行到各窝点巡视鱼情，通过移动终端确定最佳钓点后，发布一键返航指令，电机高速收线，水面定位浮标自动返航至初始位置。

更进一步的技术方案是所述步骤2)中调节第一牵引绳穿过吊耳的长度，使水下探头在水下成一定倾斜角，通过驱动水面定位浮标在原地转动，带动水下探头在水下转动探测；通过水下探头内的陀螺仪与电子罗盘反馈的信息，微处理器解算水下探头的朝向及角度信息并记录。

工作原理：将探鱼器投放到水面上，水面定位浮标内的gps模块接受卫星信号，微处理器实时解算位置信息，通过驱动推进器，使水面定位浮标在目标位置微小范围内相对固定。

水下探头在通讯线缆牵引下运动，且在绕线装置控制下上下运动，其内部的摄像头将采集的图像反馈给移动终端，操作人员通过图像判断是否为目标鱼群。若是，通过水面定位浮标的绝对位置信息、水下探头搭载的陀螺仪和电子罗盘解算其相对水面定位浮标的相对位置信息，结合深度传感器反馈的深度信息，得出鱼群的精准位置并记录。若否，则通过移动终端驱动水面定位浮标在水面进行鱼群寻找和定位。操作人员可通过观察到的鱼群信息来制定相应的钓鱼策略。

通过调节第一牵引绳穿过吊耳的长度，使水下探头在水下成一定倾斜角，通过驱动水面定位浮标在原地转动，带动水下探头在水下转动探测；通过水下探头内的陀螺仪与电子罗盘反馈的信息，微处理器解算水下探头的朝向及角度信息并记录。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.上壳体为浮标提供足够的浮力，其搭载的gps模块、微处理器、陀螺仪及电子罗盘，有效记录其位置信息；无线通讯模块与移动终端进行远距离通讯、数据传输。

2.下壳体上的推进器和绕线装置，有效降低其重心，保证推进器有效吃水，使浮标具有较好的静态稳定性和航行稳定性。

3.水下探头的摄像头有效将捕捉到的画面传送回来，结合陀螺仪及电子罗盘解算出水下探头相对浮标的位置信息，精准定位鱼群。

4.电池组的快速拆卸结构可实现电池的快速更换，方便电池充电，也避免使用过程中因电池没电又无法快速切换备用电源，影响体验感。

5.通过将导电滑环密封装配在绕线轮定子轮与转子轮的装配间隙中，使得绕线装置可以在水下环境使用；同时将通讯线一段固定在导电滑环定子上，一段固定在导电滑环转子上，实现了绕线的时候不影响通讯线缆的信号传输，绕线时转子轮与导电滑环转子同步转动，避免通讯线缆因转子轮和定子轮的相对运动产生缠线扭曲甚至将线缆拉断的现象。

6.水下探头的深度传感器可以反馈其深度信息，温度传感器可反馈水温信息，结合上述特点，使探鱼器可以精确探查水下鱼群种类、大小、水温、深度等位置信息，提升客户体验满意度。

7.控制牵引绳穿过吊耳的长度，配合配重块，可使水下探头在水中与水平面保持一定的角度来进行观测，同时可通过浮标的转动实现多方位多角度对鱼群进行观测，可更直观的看到鱼的大小。配重块沉入水底后可以有效的锚住探鱼器,一方面可以使探头位置固定不会随水流晃动,另一方面还可以减小浮标在水面的波动范围,在定点观察钓点情况时可以关闭浮标推进器系统，达到省电的目的。

8.照明灯使得探鱼器在光线昏暗的环境下仍可以工作，指示灯使得可在距离较远及夜间明确浮标位置，诱鱼灯可实现诱鱼。

9.探鱼器具备自动巡航以及一键返航功能，方便钓点的选择以及设备的快速回收。

附图说明

图1为本发明中探鱼器的结构示意图。

图2为本发明中水面定位浮标的结构示意图。

图3为本发明中水面定位浮标的内部结构示意图。

图4为本发明中另一种电池组的装配示意图。

图5为本发明中绕线轮的内部结构示意图。

图6为本发明中水下探头的结构示意图。

图7为本发明中水下探头的内部结构示意图。

图8为本发明中水下探头的装配示意图。

图中：1-水下探头，11-摄像头，12-控制电路板，13-探头外壳，14-探头密封盖，15-透镜，16-第二水密插接件，17-照明灯，18-温度传感器，19-吊耳，2-水面定位浮标，21-上壳体，211-凹槽，212-第一水密插接件，22-电池组，23-下壳体，24-绕线装置，241-电机，242-绕线轮，2421-定子轮，2422-转子轮，2423-轴，2424-导电滑环定子，2425-导电滑环转子，2426-传动轴，25-推进器，3-通讯线缆，31-第一牵引绳，32-第二牵引绳。

具体实施方式

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。

实施例1

图1示出了一种可精确定位的可视探鱼器，由水下探头1、水面定位浮标2及通讯线缆3构成，水下探头1和水面定位浮标2通过通讯线缆3连接。

所述水下探头1内部安装有摄像头11和控制电路板12，摄像头11与控制电路板12电信号连接，控制电路板12与通讯线缆3一端电信号连接；控制电路板12上设置有陀螺仪和电子罗盘。

所述水面定位浮标2由上壳体21、电池组22、下壳体23、绕线装置24和控制主板构成，上壳体21和下壳体23固定连接且两者之间形成水密容纳空间，水面定位浮标(2)外侧壁上可拆卸地装配有电池组22。

所述上壳体21内设置有gps模块、无线通讯模块和控制主板，控制主板上设置有微处理器、电子罗盘、陀螺仪。控制主板、gps模块、无线通讯模块均密封装配，之间通过水密插接件进行电连接，避免水进入设备内损坏设备。

所述下壳体23外侧壁下部对称分布有推进器25，推进器25设置有2-6个且排列在同一圆周上，下壳体23内部固定有绕线装置24，通讯线缆3另一端通过绕线装置24与控制主板电信号连接。

所述电池组22与控制主板、gps模块、无线通讯模块、绕线装置24电信号连接。

上述探鱼器结合移动终端使用，移动终端通常为安装有相应应用软件的手机、平板电脑等客户端。使用时，将探鱼器投放到水面上，水面定位浮标2因浮力作用漂浮在水面上，水下探头1在自身重力且通过绕线装置24放线，在通讯线缆3牵引下向水下运动。

水面定位浮标2内的gps模块接受卫星信号，微处理器实时解算位置信息，通过驱动推进器36，使水面定位浮标2在目标位置微小范围(误差不超过1米)内相对固定。

水下探头1内部的摄像头11将采集的图像反馈给移动终端，操作人员通过图像获取鱼群大小、种类信息，判断是否为目标鱼群。若是，通过水面定位浮标2的绝对位置信息、水下探头1搭载的陀螺仪和电子罗盘解算其相对水面定位浮标2的相对位置信息，得出鱼群的精准位置并记录。若否，则通过移动终端给出控制信号，通过推进器25驱动水面定位浮标2移动，在水面继续进行鱼群寻找和定位。操作人员可通过观察到的鱼群信息来制定相应的钓鱼策略。

其中，上壳体21为水面定位浮标2提供足够的浮力，其搭载的gps模块、微处理器、陀螺仪及电子罗盘，有效记录其位置信息；无线通讯模块与移动终端进行远距离通讯、数据传输。

下壳体23上的推进器25和绕线装置24，有效降低其重心，保证推进器25有效吃水，使水面定位浮标2具有较好的静态稳定性和航行稳定性。

所述上壳体21顶部设置有指示灯、wifi天线，下壳体23底部设置有诱鱼灯。指示灯使得可在距离较远及夜间明确浮标位置，诱鱼灯可实现诱鱼。

实施例2

为进一步优化实施例1中的技术方案，本实施例中所述上壳体21顶部向下凹形成凹槽211，凹槽211底部设置有第一水密插接件212，电池组22底部设置有插座，插座插接在第一水密插接件212一端的插头上，第一水密插接件212另一端通过线缆与控制主板电连接。

如图2、3所示，使用时将充满电的电池组22沿凹槽211插接在底部的第一水密插接件212上，按动电源开关221，探鱼器各电器元件均得电，可进行探鱼作业。同时为方便拆装，电池组22外侧壁顶部向内凹成台阶状，便于抓取。通过电池组22的快速拆装，可实现电源的快速切换，特别是在使用过程中电池组22电量不足时，可快速切换成备用电源，大大提升了客户体验感。

同样的结构也可以用在下壳体23上，如图4所示，所述下壳体23底部向上凹形成凹槽211，凹槽211底部设置有第一水密插接件212，电池组22底部设置有插座，插座插接在第一水密插接件212一端的插头上，第一水密插接件212另一端通过线缆与控制主板电连接。电池组22安装在下壳体23上可进一步使水面定位浮标2的重心下降，使其运行更平稳。

为方便探鱼器的开启，在所述水面定位浮标2上设置有电源开关，电源开关与电池组22电连接，电源开关为按钮式开关或者感应开关。按钮式开关一般可以安装在壳体表面，感应开关如红外感应开关、水感开关等更多的安装在壳体内部。

实施例3

为进一步优化实施例1中的技术方案，本实施例中所述绕线装置24由电机241和绕线轮242构成，绕线轮242由同轴设置的定子轮2421和转子轮2422构成，定子轮2421中间固定有轴2423，轴2423外侧壁上套接有导电滑环定子2424，导电滑环定子2424套接有导电滑环转子2425，导电滑环转子2425套接有转子轮2422，转子轮2422外侧壁设置有传动轴2426，电机241驱动传动轴2426转动。如图3、5所示，电机241、定子轮2421通过支架等固定在下壳体23内侧壁上，转子轮2422的辊轮中间是空心的，定子轮2421的轴2423上套接有导电滑环，且插接在转子轮2422的辊轮中心。转子轮2422与定子轮2421、定子轮2421与轴2423之间的装配间隙通过密封圈等进行密封，以满足在水下条件使用导电滑环。

所述轴2423上开设有通孔，转子轮2422上开设有出线孔，通讯线缆3在导电滑环处分为两段。其中一段通讯线缆3的一端与控制主板连接，另一端从轴2423上通孔插入并与导电滑环定子2424连接。可选择焊接方式，将通讯线缆3与导电滑环定子2424固定在一起，同时通讯线缆3与轴2423通孔间隙用环氧树脂胶水等进行密封。

另一端通讯线缆3的一端与导电滑环转子2425连接，另一端穿过出线孔，在转子轮2422辊轮外侧壁上进行绕线，最后从下壳体23底部的出线孔穿出与水下探头1连接。可选择焊接方式，将通讯线缆3与导电滑环转子2422固定在一起，同时通讯线缆3与转子轮2422出线孔的间隙用环氧树脂胶水等进行密封。

这样，通讯线缆3的一段与定子轮2421保持相对静止，另一段与转子轮2422保持相对静止，导电滑环实现在绕线时不间断两者间的信号传输，绕线时也不会出现因定子轮2421和转子轮2422的相对运动导致通讯线缆3缠线扭曲甚至被拉断的问题。

电机241转轴可以通过皮带传动、齿轮传动等传动方式驱动传动轴2426转动，也可以直接将电机241装配在传动轴2426上直接驱动传动轴2426转动。

实施例4

为进一步优化实施例1中的技术方案，本实施例中所述水下探头1由探头外壳13和探头密封盖14构成，探头外壳13内部依次固定有透镜15、摄像头11、控制电路板12，探头密封盖14顶部设置有深度传感器、温度传感器18，顶部中间设置有第二水密插接件16，第二水密插接件16一端的插头与通讯线缆3连接，另一端通过线缆与控制电路板12连接。所述探头外壳13上设置有照明灯17，照明灯17均匀分布在摄像头11周围。

如图6、7所示，探头外壳13与探头密封盖14通过密封圈等实现密封装配，通讯线缆3通过第二水密插接件16与水下探头1连接，有效防止其进水。深度传感器将其深度信息反馈至水面定位浮标2，进一步定位鱼群深度。温度传感器18将水温等信息也反馈给客户。同时照明灯17还可满足在水下光线不理想的情况下进行探鱼，进一步提升客户体验感。

所述水下探头1外侧壁上设置有吊耳19，通讯线缆3上第一牵引绳31和第二牵引绳32，第一牵引绳31自由端与吊耳19连接，第二牵引绳32末端上悬挂有配重块4。

如图8所示，通过调节牵引绳31穿过吊耳19的长度，配合配重块4，可使水下探头1在水中与水平面保持一定的角度来进行观测，可更直观的看到鱼的太小。水面定位浮标2的转动可带动水下探头1转动，实现多方位多角度对鱼群进行观测，可更直观的看到鱼的大小。

配重块4沉入水底后可以有效的锚住探鱼器,一方面可以使水下探头1位置固定不会随水流晃动,另一方面还可以减小水面定位浮标2在水面的波动范围,在定点观察钓点情况时可以关闭推进器系统，达到省电的目的。

实施例5

一种可精确定位的可视探鱼系统的探鱼方法：其特征在于包括如下步骤：

1)将可视探鱼器放到水里，连接移动终端，记录初始位置，遥控水面定位浮标2至目测钓点，保持gps模块获取水面定位浮标2位置信息，保持水面定位浮标2在目标位置1米的误差范围内相对静止。初始位置为探鱼器入水位置，通过gps模块接收的卫星信号可得。目测钓点由操作人员目测或者根据水下探头1反馈的信息推断所得，其位置信息由微处理器结合gps信号、陀螺仪和电子罗盘解算所得，控制主板具有记忆功能。

2)绕线装置24释放水下探头1至水下，通过摄像头11传送数据观察水底鱼情，若为目标鱼群，微处理器解算水下探头1对水面定位浮标2相对位置，保存窝点位置；若非目标鱼群，驱动水面定位浮标2去下一个目测钓点，重复步骤1)。目标鱼群由操作人员根据水下探头1反馈的图像信息，根据鱼群大小、种类来判断，窝点位置由微处理器根据水下探头1搭载的陀螺仪和电子罗盘反馈的相对位置信息解算而来，可通过移动终端保存多个窝点。

还可以调节第一牵引绳31穿过吊耳的长度，使水下探头1在水下成一定倾斜角，通过驱动水面定位浮标2在原地转动，带动水下探头1在水下转动探测；通过水下探头1内的陀螺仪与电子罗盘反馈的信息，微处理器解算水下探头1的朝向及角度信息并记录。实现多方位多角度对鱼群进行观测，可更直观的看到鱼的大小。

3)设置多个窝点后，探鱼器自动航行到各窝点巡视鱼情，通过移动终端确定最佳钓点后，发布一键返航指令，电机241高速收线，水面定位浮标2自动返航至初始位置或者指定位置。探鱼器具备自动巡航以及一键返航功能，方便钓点的选择以及设备的快速回收。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。