本发明涉及涉水机器人技术领域，尤其涉及具有自救功能的涉水机器人控制技术。
背景技术
水下涉水机器人和水下机器人有着广阔的应用前景。在水下勘探，捕鱼，和水下打捞等领域均具有突出的优势。而随着水域内无人驾驶设备的增多，随之而来的安全问题也需要引起足够的重视。
涉水机器人在公共水域或海域航行时遭遇水文环境恶劣、动力电池没电或其它等因素影响，从而造成与操控端(遥控器或手机)的失联。在距离较远的情况下无法准确预估涉水机器人的当前位置信息，而处于自由状态的涉水机器人极易航行丢失。
针对上述问题，亟需一种全新的涉水机器人自救控制技术。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供一种具有自救功能的涉水机器人，至少部分的解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种涉水机器人自救方法，包括：
利用主电池为所述涉水机器人上的设备提供电力；
利用导航模块实时获取涉水机器人的当前定位信息；
在所述涉水机器人开启自救功能后，利用主mcu将所述导航模块获取的当前定位信息发送至操控端，并控制启动所述声光报警模块。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：
在所述涉水机器人上设置太阳能电池，利用所述太阳能电池经过光伏效应产生的输电电压给所述涉水机器人供电。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：
在所述涉水机器人上设置图传模块，所述主mcu从所述导航模块获取涉水机器人的定位信息，并将所述定位信息以串口指令信息的方式通过所述图传模块发送至操控端。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：
设置无线通信模块，在涉水机器人与操控端断开连接时，所述移动通信模块将所述涉水机器人的定位信息通过无线通信的方式发送操控端。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人与操控端断开连接且所述主电池没电时，所述主mcu唤醒所述无线通信模块。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：
所述主mcu在所述涉水机器人与操控端断开连接且所述主电池没电时，控制所述涉水机器人进入最小能量模式。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述无线通信模块兼容4g、3g及2g无线通信标准。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：
设置充电管理模块，所述充电管理模块根据监测的太阳能电池及主电池的电压信息判断所述涉水机器人在主电池下电状态时，启动负载输出。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人自救工作时，所述主mcu控制所述声光报警模块间断性工作。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述主电池没电时，所述图传模块在涉水机器人下电后停止工作，所述涉水机器人与操控端断开连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人上电后，导航模块将涉水机器人定位信息直接发给无线通信模块，由无线通信模块以无线通信方式发送到操控端手机接收，同时启动声光报警功能，以便于寻找涉水机器人。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，充电管理模块根据监测的太阳能电池提供的能量信息，启动所述涉水机器人的供电，以使所述图传模块能够工作，使所述涉水机器人与操控端重新建立连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述充电管理模块在涉水机器人闲置或主电池低电量时，通过太阳能电池对主电池进行充电。
第二方面，本发明实施例提供了一种具有自救功能的涉水机器人，包括：
主电池，所述主电池为所述涉水机器人上的设备提供电力；
导航模块，所述导航模块实时获取涉水机器人的当前定位信息；
声光报警模块，所述声光报警模块能够产生声光警示信息；
主mcu，所述主mcu在所述涉水机器人开启自救功能后，将所述导航模块获取的当前定位信息发送至操控端，并控制启动所述声光报警模块。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述涉水机器人还包括：
太阳能电池，所述太阳能电池经过光伏效应产生输电电压。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述涉水机器人还包括：
图传模块，所述主mcu从所述导航模块获取涉水机器人的定位信息，并将所述定位信息以串口指令信息的方式通过所述图传模块发送至操控端。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述涉水机器人还包括：
无线通信模块，在涉水机器人与操控端断开连接时，所述移动通信模块将所述涉水机器人的定位信息通过无线通信的方式发送操控端。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人与操控端断开连接且所述主电池没电时，所述主mcu唤醒所述无线通信模块。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：
所述主mcu在所述涉水机器人与操控端断开连接且所述主电池没电时，控制所述涉水机器人进入最小能量模式。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述无线通信模块兼容4g、3g及2g无线通信标准。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述涉水机器人还包括：
充电管理模块，所述充电管理模块根据监测的太阳能电池及主电池的电压信息判断所述涉水机器人在主电池下电状态时，启动负载输出。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人自救工作时，所述主mcu控制所述声光报警模块间断性工作。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述主电池没电时，所述图传模块在涉水机器人下电后停止工作，所述涉水机器人与操控端断开连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人上电后，导航模块将涉水机器人定位信息直接发给无线通信模块，由无线通信模块以无线通信方式发送到操控端手机接收，同时启动声光报警功能，以便于寻找涉水机器人。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，充电管理模块根据监测的太阳能电池提供的能量信息，启动所述涉水机器人的供电，以使所述图传模块能够工作，使所述涉水机器人与操控端重新建立连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述充电管理模块在涉水机器人闲置或主电池低电量时，通过太阳能电池对主电池进行充电。
本发明实施例提供的具有自救功能的涉水机器人，通过在涉水机器人上加装4g模块、导航模块、sim卡、声光报警和太阳能电池组成的自救系统，能在船断开连接的情况下启动自救系统功能，向操控端上报涉水机器人位置信息，并间断发送声光报警信息以便于寻找，提高了航行的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种涉水机器人自救方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种涉水机器人自救方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种涉水机器人自救方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种涉水机器人通信模块控制流程示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种涉水机器人自救方法流程示意图；
图6为本发明实施例提供的一种涉水机器人自救控制电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，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作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。
参见图1，本发明实施例提供了一种涉水机器人自救方法，包括：
s101，利用主电池为所述涉水机器人上的设备提供电力。
涉水机器人上设置有主电池，主电池为整个涉水机器人提供运行所需的动力，涉水机器人在启动自救模式之前，可以只依靠主电池提供动力支持。
s102，利用导航模块实时获取涉水机器人的当前定位信息。
在主电池进行电力供应的过程中，涉水机器人的电力供应一般是充足的，此时可以利用涉水机器人上的导航模块来获取涉水机器人当前的信息。导航模块可以包括gps接收器等用于确定当前涉水机器人位置的位置测量设备。
s103，在所述涉水机器人开启自救功能后，利用主mcu将所述导航模块获取的当前定位信息发送至操控端，并控制启动所述声光报警模块。
涉水机器人可以通过用户来开启自救功能，也可以通过涉水机器人自身来启动自救功能。涉水机器人开启自救功能后，主mcu便可以将导航模块获取的当前定位信息发送给操控端，操控端可以是安装有无人机控制软件的手机，也可以是专门的控制终端。这样一来，用户便可以通过操控端来查看涉水机器人的当前位置。
作为一个例子，涉水机器人上可以设置有自救系统，该自救系统可以包括4g模块、导航模块、sim卡、声光报警、充电管理模块和太阳能电池，为满足无线通信需求，天线包括4g通信天线、导航天线和图传天线。
涉水机器人在多种情况下均可以进行自救功能操作，以下分别进行举例说明：
(1)涉水机器人与操控端正常连接的情况。
1、系统由主电池供电，自救系统各模块根据操控端指令需求处于工作、关闭或休眠状态：
2、当涉水机器人与操控端保持连接时，主mcu直接从导航模块获取涉水机器人的定位信息，并以串口指令信息由图传模块发送至操控端；
3、涉水机器人在草丛密布的水域或黑夜航行时，可以控制主mcu发送指令给声光报警模块启动报警功能，从而有利于结合涉水机器人的定位信息方向快速寻找或跟踪涉水机器人。
以上工作状态下，4g模块和声光报警模块可以处于关闭或休眠状态，根据需要时启动。
(2)涉水机器人与操控端断开连接
1、涉水机器人与操控端断开连接且当主电池有电时，主mcu自动判断无图传数据返回后启动自救系统各模块，导航模块将涉水机器人定位信息直接发给4g模块，由4g模块以无线通信方式发送到操控端手机接收，同时启动声光报警功能，以便于快速寻找涉水机器人帮助重新建立连接，并进入上述(1)的工作模式。
作为一种实现方式，涉水机器人上的自救系统的具体工作过程如下：
1、当主电池没电时，系统下电后图传模块不工作，涉水机器人与操控端断开连接；
2、涉水机器人在接收光照的情况下，太阳能电池经过光伏效应产生输出电压给充电管理模块，充电管理模块根据监测的太阳能电池、主电池电压等信息判断涉水机器人是否处于主电池下电状态，并启动负载输出，给自救系统电源上电；
3、自救系统上电后，导航模块将涉水机器人定位信息直接发给4g模块，由4g模块以无线通信方式发送到操控端手机接收，同时启动声光报警功能，以便于寻找涉水机器人；
4、充电管理模块可以根据监测的太阳能电池提供的能量信息(如光照较强时)，相应启动整个供电系统，以便图传模块能够工作，帮助涉水机器人与操控端重新建立连接，尽快寻找到涉水机器人；
5、充电管理模块也可以在涉水机器人闲置或主电池低电量时，通过太阳能电池对主电池进行充电。
自救系统除按照以上方式工作外，还具备以下特点：
1、模块选型时，可以考虑使用包含4g和导航功能的集成模块，其中4g可向下兼容2g、3g等功能，导航可包含gps、glonass、北斗等信息；
2、自救系统工作时，可以控制声光报警模块间断性工作，以减小电量消耗
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将
一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些。
涉水机器人长久的处于自救状况，可能会耗尽主电池上的电量，为此，根据本发明实施例的一种具体实现方式，参见图2，所述方法还包括：
s104，在所述涉水机器人上设置太阳能电池，利用所述太阳能电池经过光伏效应产生的输电电压给所述涉水机器人供电。通过这种方式，能够保证涉水机器人在自救状态下仍然具有充足的电量。
参见图6，涉水机器人在接收光照的情况下，太阳能电池经过光伏效应产生输出电压给充电管理模块，充电管理模块根据监测的太阳能电池、主电池电压等信息判断涉水机器人是否处于主电池下电状态，并启动负载输出，给自救系统电源上电。
自救系统上电后，导航模块将涉水机器人定位信息直接发给4g模块，由4g模块以无线通信方式发送到操控端手机接收，同时启动声光报警功能，以便于寻找涉水机器人；
充电管理模块可以根据监测的太阳能电池提供的能量信息(如光照较强时)，相应启动整个供电系统，以便图传模块能够工作，帮助涉水机器人与操控端重新建立连接，尽快寻找到涉水机器人；
充电管理模块也可以在涉水机器人闲置或主电池低电量时，通过太阳能电池对主电池进行充电。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，参见图3，所述方法还包括：
s105，在所述涉水机器人上设置图传模块，所述主mcu从所述导航模块获取涉水机器人的定位信息，并将所述定位信息以串口指令信息的方式通过所述图传模块发送至操控端。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，参见图4，所述方法还包括：
s201，设置无线通信模块，在涉水机器人与操控端断开连接时，所述移动通信模块将所述涉水机器人的定位信息通过无线通信的方式发送操控端。
s202，当所述涉水机器人与操控端断开连接且所述主电池没电时，所述主mcu唤醒所述无线通信模块。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：
所述主mcu在所述涉水机器人与操控端断开连接且所述主电池没电时，控制所述涉水机器人进入最小能量模式。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述无线通信模块兼容4g、3g及2g无线通信标准。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：
设置充电管理模块，所述充电管理模块根据监测的太阳能电池及主电池的电压信息判断所述涉水机器人在主电池下电状态时，启动负载输出。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人自救工作时，所述主mcu控制所述声光报警模块间断性工作。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，参见图5，所述方法还包括，
s301，当所述主电池没电时，所述图传模块在涉水机器人下电后停止工作，所述涉水机器人与操控端断开连接。
s302，当所述涉水机器人上电后，导航模块将涉水机器人定位信息直接发给无线通信模块，由无线通信模块以无线通信方式发送到操控端手机接收，同时启动声光报警功能，以便于寻找涉水机器人。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，充电管理模块根据监测的太阳能电池提供的能量信息，启动所述涉水机器人的供电，以使所述图传模块能够工作，使所述涉水机器人与操控端重新建立连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述充电管理模块在涉水机器人闲置或主电池低电量时，通过太阳能电池对主电池进行充电。
本专利涉及一种涉水机器人自救方案，利用自救系统发出的定位和报警信息，可以在涉水机器人失联时重新建立连接或尽快找回，防止丢失。
参见图1，本发明实施例提供了一种具有自救功能的涉水机器人，包括：主电池，主电池，声光报警模块及主mcu。
主电池是涉水机器人上的能量来源装置，主电池为所述涉水机器人上的设备(例如，电机、控制电路板等)提供电力。
导航模块用于对涉水机器人进行定位，其内部可以包含支持gps、glonass、北斗等的芯片模块，所述导航模块实时获取涉水机器人的当前定位信息。
声光报警模块内部包含有能够发出声音的喇叭，以及能够产生光的照明装置，所述声光报警模块能够产生声光警示信息。
主mcu是涉水机器人自救系统的主要控制模块，所述主mcu在所述涉水机器人开启自救功能后，将所述导航模块获取的当前定位信息发送至操控端，并控制启动所述声光报警模块。
通过在涉水机器人上加装导航模块、声光报警组成的自救系统，能在船断开连接的情况下启动自救系统功能，向操控端上报涉水机器人位置信息，并间断发送声光报警信息以便于寻找。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述涉水机器人还包括：
太阳能电池，所述太阳能电池经过光伏效应产生输电电压。当系统处于太阳能电池充电条件下自救系统将向操控端发出定位和报警信息，以便于及时采取相应的措施。通过设置太阳能电池，能够保证了涉水机器人能够自动产生电力。
为了能够及时有效的将涉水机器人的定位信息发送给操控端，根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述涉水机器人还包括：
图传模块，所述主mcu从所述导航模块获取涉水机器人的定位信息，并将所述定位信息以串口指令信息的方式通过所述图传模块发送至操控端。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述涉水机器人还包括：
无线通信模块，在涉水机器人与操控端断开连接时，所述移动通信模块将所述涉水机器人的定位信息通过无线通信的方式发送操控端。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人与操控端断开连接且所述主电池没电时，所述主mcu唤醒所述无线通信模块。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：
所述主mcu在所述涉水机器人与操控端断开连接且所述主电池没电时，控制所述涉水机器人进入最小能量模式。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述无线通信模块兼容4g、3g及2g无线通信标准。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述涉水机器人还包括：
充电管理模块，所述充电管理模块根据监测的太阳能电池及主电池的电压信息判断所述涉水机器人在主电池下电状态时，启动负载输出。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人自救工作时，所述主mcu控制所述声光报警模块间断性工作。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述主电池没电时，所述图传模块在涉水机器人下电后停止工作，所述涉水机器人与操控端断开连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述涉水机器人上电后，导航模块将涉水机器人定位信息直接发给无线通信模块，由无线通信模块以无线通信方式发送到操控端手机接收，同时启动声光报警功能，以便于寻找涉水机器人。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，充电管理模块根据监测的太阳能电池提供的能量信息，启动所述涉水机器人的供电，以使所述图传模块能够工作，使所述涉水机器人与操控端重新建立连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述充电管理模块在涉水机器人闲置或主电池低电量时，通过太阳能电池对主电池进行充电。
作为一种具体的实施方式，参见图6，具有自救功能的涉水机器人可以包括主板、电池、4g模块、导航模块、sim卡、声光报警和太阳能电池，其中4g模块、导航模块、sim卡、声光报警和太阳能电池组成涉水机器人自救系统，为满足无线通信需求，天线包括4g通信天线、导航天线和图传天线。
作为另外一种实现方式，自救系统还可以包括4g模块、导航模块、sim卡、声光报警、充电管理模块和太阳能电池，为满足无线通信需求，天线包括4g通信天线、导航天线和图传天线。
涉水机器人在多种情况下均可以进行自救功能操作，以下分别进行举例说明：
(1)涉水机器人与操控端正常连接的情况。
1、系统由主电池供电，自救系统各模块根据操控端指令需求处于工作、关闭或休眠状态；
2、当涉水机器人与操控端保持连接时，主mcu直接从导航模块获取涉水机器人的定位信息，并以串口指令信息由图传模块发送至操控端；
3、涉水机器人在草丛密布的水域或黑夜航行时，可以控制主mcu发送指令给声光报警模块启动报警功能，从而有利于结合涉水机器人的定位信息方向快速寻找或跟踪涉水机器人。
以上工作状态下，4g模块和声光报警模块可以处于关闭或休眠状态，根据需要时启动。
(2)涉水机器人与操控端断开连接
1、涉水机器人与操控端断开连接且当主电池有电时，主mcu自动判断无图传数据返回后启动自救系统各模块，导航模块将涉水机器人定位信息直接发给4g模块，由4g模块以无线通信方式发送到操控端手机接收，同时启动声光报警功能，以便于快速寻找涉水机器人帮助重新建立连接，并进入上述(1)的工作模式。
作为一种实现方式，涉水机器人上的自救系统的具体工作过程如下：
1、当主电池没电时，系统下电后图传模块不工作，涉水机器人与操控端断开连接；
2、涉水机器人在接收光照的情况下，太阳能电池经过光伏效应产生输出电压给充电管理模块，充电管理模块根据监测的太阳能电池、主电池电压等信息判断涉水机器人是否处于主电池下电状态，并启动负载输出，给自救系统电源上电：
3、自救系统上电后，导航模块将涉水机器人定位信息直接发给4g模块，由4g模块以无线通信方式发送到操控端手机接收，同时启动声光报警功能，以便于寻找涉水机器人；
4、充电管理模块可以根据监测的太阳能电池提供的能量信息(如光照较强时)，相应启动整个供电系统，以便图传模块能够工作，帮助涉水机器人与操控端重新建立连接，尽快寻找到涉水机器人；
5、充电管理模块也可以在涉水机器人闲置或主电池低电量时，通过太阳能电池对主电池进行充电。
本申请中的涉水机器人可以潜入水中工作，也可以在水面上工作。
自救系统除按照以上方式工作外，还具备以下特点：
1、模块选型时，可以考虑使用包含4g和导航功能的集成模块，其中4g可向下兼容2g、3g等功能，导航可包含gps、glonass、北斗等信息；
2、自救系统工作时，可以控制声光报警模块间断性工作，以减小电量消耗需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将
一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些。
实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。