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渔用机器人创新团队


一、研究重点

1.渔用机器人应用基础研究

2.渔业养殖机器人技术

3.渔业捕捞、加工机器人技术

二、团队首席

谌志新,研究员,所首席科学家、副所长,全国农业科研杰出人才、上海市领军人才、国家现代农业产业藻类技术体系岗位科学家。牵头创制了全球首艘10万吨级大型养殖工船船载舱养模式,养殖作业装备核心人员。主持“921载人航天工程高海况应急打捞回收系统装备研制、国家重点研发计划深远海大型养殖装备平台与智能养殖模式、公益性(农业)行业科研专项渔业节能关键技术研究与重大装备研发等国家和省部级项目课题10多项,研发推广了系列标准化渔船和远洋高效捕捞成套装备。获军队科技进步奖、全国农牧渔业丰收奖、上海市科技进步、神农中华农业科技奖、中国水产学会范蠡奖和中国航海学会等省部级科技奖近10项,主参编专著3本,授权专利、软著50多项,技术成果在推动渔村产业振兴方面发挥了重要科技引领作用。

三、团队建设

 

团队(隶属捕捞室)聚焦智慧渔业发展方向,主要开展渔用机器人应用基础研究、无人化作业系统研发与养捕加作业机器人研制,重点从事渔用机器人的共性关键技术、作业功能和典型场景应用等领域的研究。建立“首席科学家+学科带头人的人才协同创新培养机制,目前共有9名科研人员,其中研究员2人,副研究员1人,专业涵盖信号处理、算法开发、人工智能和机械结构等学科。

四、近期的主要工作

围绕方向1:深远海舱-网环境下渔业机器人自主定位导航与底盘设计的共性关键技术

围绕深远海渔业机器人自动化、无人化的导航需求,针对水下鱼-机扰动、低光照等复杂工况的挑战,开展渔业机器人在深远海舱-网场景下的自主贴附移动研究。开展场景三维测绘与重构研究,突破深远海舱-网场景地理信息提炼技术;开发深远海舱-网建图与匹配定位系统,融合机器人视觉/惯导等多源感知信息,解算机器人贴附移动的轨迹偏离度;研发机器人循迹过程中障碍物智能识别系统技术,实现自主移动过程中的局部避障;开发渔业机器人自主规划路径的决策技术,形成渔业机器人自主定位移动的导航系统。针对恶劣的水下环境条件,设计耐腐蚀、耐高压和抗海水侵蚀的机器人移动底盘结构,优化工船磁力吸附,确保机器人能够在复杂的水下环境中自由移动和执行任务。

          

        单一视角下的网箱鱼体立体测绘与渲染成像           标志物引导的移动定位轨迹

    

    工船磁力吸附机器人              磁力模组吸附磁场分布

围绕方向2:深远海养殖机器人鱼情巡检感知与清洗作业管理决策平台

针对养殖场所全方位鱼情监测需求,研究深远海养殖场景下的巡检机器人。设计检测鱼体的多源框架模型,提取鱼体动作,评估健康活跃度;引入基于跟踪轨迹的异常动作分析方法,实现对鱼群视频流的实时状态监测。设计深度学习检测网络,检测机器人巡视过程中的舱-网附着物,基于清洁巡视数据,在云端后台构建深远海养殖舱-网全场景的附着物大数据立体展示模型。设计清洗作业机器人空化射流清洗装置的三维模型,优化喷嘴形状、空间布局、射流角度,利用计算流体力学技术分析射流在水中的传播特性,评估空化射流作业技术对生物附着物的去除效率及清洁效果;结合后台清洁大数据观测云平台,综合考虑清洗效果、能耗和经济性,确定适合深远海养殖附着物强度的空化射流清洗强度和频率,形成渔业机器人自主清洗决策的管理体系。

  

 鱼体动作提取                   鱼体移动轨迹

舱网附着物空化射流清洗装备

围绕方向3:捕捞机器人复杂动态场景下的鱼体计数

围绕活鱼起捕后的自动计数需求,研究高效的智能计数系统。通过高分辨率摄像装置实时捕获活鱼图像,利用特征提取、对象检测与深度学习算法对鱼体进行识别与计数,并与后台执行作业机构联动控制。为提升计数的准确性与适应性,研究不同光照、水质等复杂环境下的图像分割与目标跟踪算法。为确保系统能够在鱼群密集或部分鱼体重叠遮挡情况下的高识别率,在数据处理方面,结合空间深度信息,构建距离梯度-阈值引导的注意力学习机制。起捕计数系统支持与后台管理平台的无缝对接,通过大数据技术实现计数信息的实时上传和后台分析决策,助力渔业起捕的数字化管理与决策优化。

 

               真空吸鱼泵                   鱼体转运计数软件

主办单位:中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所(渔机所)

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