本发明涉及一种无人船，特别涉及一种多功能无人船及其系统。
背景技术：
现有的市面上的无人船常见的有遥控船、打窝船、探鱼器，其中遥控船只能实现简单的水中航行，所述打窝船只能进行简易的物料投放，所述探鱼器只能通过声呐系统进行简单的鱼群识别。这些无人船功能单一，智能化程度不高，不能实现复杂水域环境下的自动控制、物料配送、寻鱼等操作，更不能根据水下环境进行实时的图像、视频的传输，或者无法实现多角度、多自由度的观察、拍摄、传输，而要实现足够的智能化，需要克服现有技术中的诸多困难，进行集中研发才能获得较理想的无人船系统。
技术实现要素：
因此，本发明提供一种多功能无人船，以解决现有无人船应用不够智能化的技术问题。
为了达成上述目的，本发明提供的一种多功能无人船，包括船体1，所述船体1包含：推进系统11，包括至少一个推进器111，用于改变所述船体1的运动姿态；摄像系统12，包括至少一个摄像头121，所述摄像头121能够多自由度的调整拍摄角度；通讯系统13，包括信号接收模块和信号发射模块，所述信号接收模块用于接收所述无人船探测到的外部信号，所述信号发射模块用于向外部控制系统发射信号；以及控制系统14，用于控制所述推进系统11的工作状态、调整所述摄像系统12的拍摄角度以及所述通讯系统13内外部的通讯。
根据本发明的其中之一实施方式，所述推进系统11还包括一个转向舵112，通过所述推进器111和/或所述转向舵112改变所述船体1的运动姿态。
根据本发明的其中之一实施方式，所述推进器111为电机螺旋桨推进器或喷水推进器。
根据本发明的其中之一实施方式，所述运动姿态包括：前进、后退、左转、右转、旋转、摇头、点头。
根据本发明的其中之一实施方式，所述摄像系统12还包括：第一连接杆122；第二连接杆123，与所述第一连接杆122通过第一转动轴124连接；第二转动轴125，连接所述摄像头121与所述第二连接杆123。
根据本发明的其中之一实施方式，所述第一转动轴124、第二转动轴125均可通过电动或手动方式驱动。
根据本发明的其中之一实施方式，所述无人船还包括一个或多个挂载设备，所述挂载设备为：
拖钩器2，设置于所述船体1尾部，用于拖拽负载；和/或
打窝器3，挂载于所述船体1上，用于投放物资；和/或
寻鱼器4，挂载于所述船体1上，通过所述通讯系统13与所述船体1进行有线或无线通讯。
根据本发明的其中之一实施方式，所述打窝器3包括：空腔31，用于容置所述物资；转动机构32，与所述空腔31固定连接，所述转动机构32转动带动所述空腔31翻转，从而实现物资释放。
根据本发明的其中之一实施方式，所述无人船进行自主巡航、自动返航和自动避障运动的至少其中之一。
根据本发明的另外的实施方式.一种多功能无人船系统，包含如上任一项所述的无人船，以及
遥控器，通过所述遥控器实现与所述无人船的有线或无线控制，和/或
终端电子设备，通过所述可视化操控界面实现所述无人船状态的监测、控制、轨迹设置、以及视频或图片浏览。
综上所述，本发明的多功能无人船及其系统，包含了相机、打窝器、寻鱼器、拖钩器等多个设备的高度集成，并配以相应的控制操作系统和智能硬件连接，加大了无人船智能化的多功能应用，通过使用远距离通讯模块，多自由度相机，无线遥控器，智能寻鱼器的设置，能够满足现有水下的多种需求，并能够实时的将水下情况进行图像或视频传输，通过岸上可视化系统直观的进行控制、显示，更加便捷的获得水下丰富的地形地貌，整个系统直观、应用方便、功能齐全，具有较大的智能应用前景。有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
附图说明
图1为本发明实施例多功能无人船系统结构示意图。
图2为本发明实施例多功能无人船系统推进器系统结构示意图。
图3为本发明实施例多功能无人船系统摄像系统结构示意图。
图4为本发明实施例多功能无人船系统打窝器结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
下面结合附图1-4详细说明本发明的优选实施例。
如图1所示，为本发明实施例多功能无人船系统结构示意图，除去终端部分(即除去远离船体的APP和遥控器)可以认为属于多功能无人船部分，该多功能无人船包含：船体1，所述船体1进一步包括推进系统11、摄像系统12、通讯系统13以及控制系统14，这些都属于船体1本体部分；其中，所述推进系统11包括至少一个推进器111，用于改变所述船体1的运动姿态；摄像系统12包括至少一个摄像头121，所述摄像头121能够多自由度的调整拍摄角度；通讯系统13包括信号接收模块和信号发射模块，所述信号接收模块用于接收所述无人船探测到的外部信号，所述信号发射模块用于向外部控制系统发射信号；控制系统14用于控制所述推进系统11的工作状态、调整所述摄像系统12的拍摄角度以及所述通讯系统13内外部的通讯。
本部分所示的船体1内部通过安装推进系统11、摄像系统12、通讯系统13以及控制系统14等航电控制系统后形成具有基本功能的船体1。推进系统11，优选的至少包括一个推进器111，此时，当实施方式为单一推进器时，可以采用尾部推动方式，或者船体1正下方推动方式设置，保证所述无人船可以自由航行。通常的，所述推进器包括发动机和螺旋桨，所述发动机通过控制系统14进行控制，螺旋桨可以采用正桨或反桨的安装方式。摄像系统12，包括采用防水设计的相机结构，其通过控制系统14的控制实现角度的调节和拍摄。通讯系统13通常包括信号接收模块和信号发射模块，所述信号接收模块用于接收所述无人船探测到的外部信号，所述信号发射模块用于向外部控制系统发射信号；所述信号接收模块一方面用于接收无人船自身的探测器(例如深度探测器、温度探测器等)返回的信号以及诸如摄像系统拍摄的视频、图像信号，另一方面用于接收外部遥控器发出的控制信号。而所述信号发射模块主要用于向岸上控制台发射图像视频信号，以及无人船自身状态信息的信号。所述发射或接收的信号模块优选采用声呐模块。声呐模块在水中具有一定的传输优势。控制系统14用于整体控制所述推进系统11、所述摄像系统12以及所述通讯系统13所有的工作指令。
在一种实施方式中，控制系统14可包括中央处理元件，包括微处理器、单核处理器、多核处理器、微控制器、逻辑设备(例如：配置用于执行处理功能的可编程逻辑设备)、数据信号处理设备或者一些其他类型的公知处理器。中央处理元件适于与所述推进系统11、所述摄像系统12以及所述通讯系统13进行交互通信。
具体的，如图2所示，本发明所述的推进系统11可以包括两个以上推进器111，优选为2-7个，通过在船体1的不同位置，不同方向设置多个推进器111，再结合控制系统14的灵活控制，可以实现船体的多个姿态调整，例如的运动姿态包括：前进、后退、左转、右转、旋转、摇头、点头等。当然，优选的实施方式中，还可以包括一个转向舵，通过设置于所述船体1内的转向舵实现船体1的姿态调整。当然，所述转向舵可以和所述推进器111配合控制，实现姿态的调整，例如，当采用双推进器111工作时，两个推进器对称设置于所述船体1两侧，如图2所示，此时控制两个推进器的功率，使其一个功率大一个功率小，并使转向舵掰向功率小的一侧，这样就可以实现左转的功能，同样，根据驾驶知识，可以结合推进器的设置位置、数量以及转向舵的方向，可以实现船体的前进、后退、左转、右转、旋转、摇头、点头等调整。
本发明的实施方式中，所述推进器111可以为电机结合螺旋桨式推进器或喷水推进器。其中优选采用电机结合螺旋桨式推进器，通常一个电机带动一个螺旋桨，当然，所述电机正转反转可以匹配正桨反桨进行推进。
如图3所示，本发明的其中之一实施方式，所述摄像系统12还包括：第一连接杆122；第二连接杆123，与所述第一连接杆122通过第一转动轴124连接；第二转动轴125，连接所述摄像头121与所述第二连接杆123。所述第一转动轴124、第二转动轴125均可通过电动或手动方式驱动。上述的双转动轴旋转，可满足水上及水下视角拍摄，其中第一转动轴124(肘关节)优选为电驱动，第二转动轴125(腕关节)优选为手动。所述相机支持4K相机和FHD相机两种配置，相机具有前照灯，能够给相机拍摄提供一定的照度，该前照灯可以为至少一个LED灯，并与摄像头并列布置，一起旋转，该LED灯亮度可调，以适应不同的光照需要，同时，当不需要拍摄时，可以将亮度调到最暗或者关闭。所述相机可以围绕第二转动轴360度旋转，以适应任何角度的拍摄需要，用户可通过在APP上的按键一键翻转相机预览及录制界面，以保证相机机构旋转超过90°后可以正向预览及录制图像。
优选的，前照灯包括灯光控制模块，以及和灯光控制模块分别连接的诱鱼灯和照明灯，灯光控制模块用于控制和调节光源，同时灯光控制模块与中央控制单元电性连接，接收由中央控制单元下达的灯光控制指令。诱鱼灯包括防水电路板板和设置在电路板上的多个LED发光灯，其中，所述LED发光灯可发出可见光和不可见光，所述可见光至少包括红光、绿光以及蓝色光，其中，所述的LED发光灯可闪烁发光，从而利于引起鱼群注意，而所述的不可见光至少包括红外光，设置不可见光是因为考虑到鱼对光的感知与人眼不同，鱼可感知红外光。进一步的，灯光控制模块可根据声呐装置的探测结果控制LED发光灯的亮度和发光颜色，比如当发现目标鱼群距离较远时，灯光控制模块控制诱鱼灯发射穿透力强的光来进行诱鱼，同时也可以增强发光的亮度。
如图1、图4所示，所述无人船还可以包括：拖钩器2，设置于所述船体1尾部，用于拖拽负载，可用于拖挂鱼线鱼钩、救援物资等，用户运送物资至指定地点后释放拖钩器，所运送物资会自行从船体上脱落。所述拖钩器2的数量不做具体限制，可以根据所述无人船的具体结构设置1-3个，以足以拖拽负载为宜。所述拖钩器通常通过焊接或一体成型工艺设置于船体1上，优选的，设置于船体1尾部内侧，以较隐蔽的方式实现。
优选的，如图4所示，所述无人船还可以包括：打窝器3，挂载于所述船体1上，用于投放物资；打窝器内设空腔31，可将需要运送的物资(饵料等)装载在空腔31内，由船体运送至指定位置后，通过旋转驱动机构将空腔内物资释放至水面。所述打窝器3与拖钩器2可采用共同驱动机构，也可以单独驱动，所述打窝器空腔31在驱动轴32的转动下，空腔跟随翻转，从而实现释放功能。
所述无人船还可以包括：寻鱼器4，挂载于所述船体1上，通过所述通讯系统13与所述船体1进行有线或无线通讯。当所述寻鱼器4发现鱼群目标时，可以将视频或图像信号传输到船体1，船体1经过分析去燥后，将清晰的鱼群情况发送到岸上控制台。该寻鱼器4可以是脱离所述船体1的方式进行设置，二者通过无线通讯方式实现通信，也可以是寻鱼器4设置于所诉无人船的前端，用于探测前端周围的鱼群目标。
优选的，寻鱼器4包括水下成像系统，用于捕捉鱼群动态图像，可以采用红外成像设备(例如红外摄像机)。成像系统可以代表任意类型的红外摄像机，举例来说，该红外摄像机检测红外辐射并且提供有代表数据(例如，一个或多个快照或视频红外图像)。例如，成像系统可以代表指向近、中和/或远红外光谱的红外摄像机。在其他实施中，成像系统可以包括用于捕捉图像的雷达成像设备和/或声纳成像设备，并且设置于遥控器的控制元件和显示元件用于与寻鱼器彼此通信。在另一种实施方式中，成像系统可以代表利用电磁和/或声谱的其他或不同部件的成像设备。
优选的，本发明的寻鱼器包括壳体，所述壳体内设置有声呐探测模块，图像采集模块，诱鱼装置和中央处理模块；所述声呐探测模块，用于探测水下环境、及鱼群所在位置；所述图像采集模块，用于录制或拍摄水下图像；所述诱鱼装置用于引诱鱼靠近探鱼器，所述诱鱼装置包括诱鱼灯；所述声呐探测模块、图像采集模块和诱鱼装置分别与中央处理模块电性连接。实现了寻鱼、探鱼和观察钓鱼进程等多方面的需求，同时结合诱鱼装置和捕鱼的装置，增强了整个无人船系统的实用性和趣味性。
另外的实施例中，本发明还提供了一种多功能无人船系统，包含上述任一所述的无人船，以及遥控器，通过所述遥控器实现与所述无人船的有线或无线控制；可视化操控界面，通过所述可视化操控界面实现所述无人船状态的监测、控制、轨迹设置、以及视频或图片浏览。所述无人船进行自主巡航、自动返航和自动避障运动的至少其中之一。
根据本发明的其中之一实施方式，所述遥控器可以为水下或水上遥控器，该遥控器可以采用有线或无线的通讯方式与所述无人船的控制通讯。一般情况下可以采用无线方式进行遥控，这种遥控方式不受水下环境的限制，采用声呐传输无线信号，能够准确的与配对的无人船进行通信。通常情况下，水下遥控器需要做好防水测试，尤其是适应诸如海水等环境的检测，才能保证水下通信的正常使用。优选的，遥控器可以自带显示屏，通过及时的可视化操作，能够准确的对水下环境中探测到的目标情况及时的做出控制，方便了无人船的快速响应。当然，也可以采用在一定范围内的有线控制，这样能够及时的将大量的视频信号传输到遥控设备。
所述可视化操控界面为APP或操控台电脑系统，优选通过手机APP的方式实现，在所述手机APP上，可以设置无人船的监控、显示、运行状态参数，并发送到遥控器，然后所述遥控器将控制命令发送到所述无人船系统，另一方面，所述无人船将水下的视频或图像信号通过有线或无线的方式传输到无线遥控器，所述无线遥控器再传输到手机APP，所述APP进行显示，控制人员根据可视化状态，再发射控制命令到无人船，例如实时扑鱼或者拍摄或者跟踪等。
综上所述，本发明的多功能无人船及其系统，包含了相机、打窝器、寻鱼器、拖钩器等多个设备的高度集成，并配以相应的控制操作系统和智能硬件连接，加大了无人船智能化的多功能应用，通过使用远距离通讯模块，多自由度相机，无线遥控器，智能寻鱼器的设置，能够满足现有水下的多种需求，并能够实时的将水下情况进行图像或视频传输，通过岸上可视化系统直观的进行控制、显示，更加便捷的获得水下丰富的地形地貌，整个系统直观、应用方便、功能齐全，具有较大的智能应用前景。有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。