夏英凯∣水产养殖水下机器人研究进展
文章简介
《华中农业大学学报》2021年第3期刊发了华中农业大学工学院的夏英凯副教授等人的特约综述文章《水产养殖水下机器人研究进展》。欢迎从我刊官网或中国知网下载阅读！
水产养殖是世界范围内食品领域发展最快的行业之一，为人类提供了超过一半的水产品。近年来，中国的水产养殖业发生了翻天覆地的变化，养殖规模逐年递增，产量稳居世界第一，但仍面临着严峻的挑战，包括水质污染严重、养殖效率低下、机械化及自动化程度低、人工危机等，因此迫切需要转型升级。水下机器人作为水下工程装备中的一支生力军，与传统水下作业手段相比，在作业范围、环境、模式等方面均有明显优势，一旦应用于水产养殖，可显著改变现有作业模式，并且水下机器人还可与其他的水面、水下、空中平台灵活组网，并借助地面基站、卫星等通信设备，构建“水陆空天”一体化渔场监控系统。因此，水下机器人符合新型水产养殖装备的需求，具有广阔的应用前景。发展水产养殖水下机器人是实现水产养殖业向资源节约、产出高效、生态安全、机器换人等方向发展的关键，有望为中国水产养殖业带来新的发展机遇。尽管水下机器人的研究及应用已日趋成熟，在各行各业都取得了显著成效，但受养殖模式、成本、装备适应性等问题限制，水下机器人在水产养殖业的推广应用仍非常有限，而且尚有诸多技术瓶颈未得到解决。
本文面向水产养殖水下机器人的实际应用，结合作者在水下机器人领域多年积累的研究基础，对弱光照、多扰动、强耦合、时变、非结构化的水下环境中，利用水产养殖水下机器人开展高效、精准的水产养殖监测及作业，通常需解决的水质监测、视频监控及传输、水产目标识别与定位、水下导航、智能规划与控制、水下机器人-机械手协同作业等关键技术问题进行了详细分析，并且对养殖环境智能综合感知、养殖对象生理及行为特征提取与辨识、可靠低成本的智能化装备等未来重点发展方向进行了展望，以期为水产养殖水下机器人的研究和应用提供综合性参考。
图1 水产养殖水下机器人关键技术
图2 面向大范围渔场的水下机器人全覆盖式路径规划
文章引用
夏英凯,朱明,曾鑫,等.水产养殖水下机器人研究进展[J].华中农业大学学报,2021,40(3):85-97.
DOI:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2021.03.010
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