董慧芳，汪明，張燕魯，李旭，張仁昊

（山東建筑大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，山東濟(jì)南250101）

0 引言

隨著人類生活品質(zhì)和需求的不斷提升，資源問(wèn)題變得日益嚴(yán)重，陸地資源的不斷減少，使得擁有豐富資源的海洋世界成為新的寵兒，研究各種水下機(jī)器人成為科研主流。仿魚(yú)類的水下機(jī)器人（即仿生機(jī)器魚(yú)）就是水下潛航器的一種。自然界中的魚(yú)類，經(jīng)過(guò)百萬(wàn)年的進(jìn)化，對(duì)水域環(huán)境達(dá)到了完美的適應(yīng)，擁有了卓越的游動(dòng)技巧，在機(jī)動(dòng)性和效率上是人造推進(jìn)器所無(wú)法比擬的［1-2］。仿生機(jī)器魚(yú)作為一種新型水下推進(jìn)器，具有廣闊的潛在應(yīng)用前景。在狹小的作業(yè)空間內(nèi)、復(fù)雜的工作環(huán)境中，高機(jī)動(dòng)性、高靈活性的仿生機(jī)器魚(yú)是高效完成危險(xiǎn)復(fù)雜任務(wù)的可靠方案［3-4］?；诖?，人們對(duì)仿生機(jī)器魚(yú)的研究也越來(lái)越多，仿生機(jī)器魚(yú)的功能也越來(lái)越完善［5］。

國(guó)內(nèi)外對(duì)仿生機(jī)器魚(yú)的研究方興未艾。國(guó)外的研究以美國(guó)和日本為主，美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）在1994年研制出世界上第一條真正意義上的仿生機(jī)器魚(yú) Robo Tuna［6］，之后對(duì)其進(jìn)行改良，研制出Pike、VCUUV等系列具有高速度、高自主性能的機(jī)器魚(yú)［7］；日本國(guó)家海洋研究中心（NMRI）研制出了許多不同功能的機(jī)器魚(yú)，如PF系列機(jī)器魚(yú)具有高速度和高加速性等特點(diǎn)［8］。國(guó)內(nèi)研究中，北京航空航天大學(xué)研制的SPC-II仿生機(jī)器魚(yú)可以用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)［9］；中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所研制出了鲹科模型的“游龍”系列機(jī)器魚(yú)［10］，并用其做了大量的控制實(shí)驗(yàn)，取得了很好的研究成果；哈爾濱工程大學(xué)開(kāi)發(fā)的微型機(jī)器魚(yú)具有遠(yuǎn)程控制功能；北京大學(xué)制造出了三關(guān)節(jié)機(jī)器魚(yú)［11］。這些研究工作的實(shí)現(xiàn)使得仿生機(jī)器魚(yú)在實(shí)際水域中的作用越來(lái)越大［12］。

為實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)器魚(yú)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用，能實(shí)時(shí)傳輸機(jī)器魚(yú)監(jiān)測(cè)到的信息，監(jiān)控系統(tǒng)的研究是基礎(chǔ)，但監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)具有很大挑戰(zhàn)性。仿生機(jī)器魚(yú)由于工作環(huán)境的特殊性，使其不能像陸地機(jī)器人那樣快速高效地通信，而在水下環(huán)境中可以使用的通信手段有限，這樣導(dǎo)致仿生機(jī)器魚(yú)和水面系統(tǒng)之間通信的困難［13］。如何解決仿生機(jī)器魚(yú)水下通信問(wèn)題是建立監(jiān)控系統(tǒng)必須要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。為此，文章針對(duì)仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了探索，在系統(tǒng)的硬件、軟件、無(wú)線通信以及人機(jī)交互界面等方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研發(fā)，并搭建了仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在通信系統(tǒng)中采用了433 MHz的射頻通信技術(shù)，RF433 MHz通信技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸可靠性高，傳輸時(shí)功耗低，因此在機(jī)器人的通信當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用［14］，對(duì)于在仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)中，可以用于淺水區(qū)域的通信環(huán)境。

文章主要研究仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)，目的是在監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上動(dòng)態(tài)監(jiān)控仿生機(jī)器魚(yú)多模態(tài)游動(dòng)狀態(tài)，從而在此基礎(chǔ)上，希望能更進(jìn)一步研究仿生機(jī)器魚(yú)運(yùn)動(dòng)形態(tài)和推進(jìn)機(jī)理，提升仿生機(jī)器魚(yú)的機(jī)動(dòng)性和游動(dòng)效率。文章設(shè)計(jì)了仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)方案，并闡述了仿生機(jī)器魚(yú)硬件結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了監(jiān)控計(jì)算機(jī)與仿生機(jī)器魚(yú)之間的通信協(xié)議，開(kāi)發(fā)了通信模塊和監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互軟件；搭建了仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)監(jiān)控仿生機(jī)器魚(yú)的直游、轉(zhuǎn)彎、上浮、下潛等功能。

1 仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

為了動(dòng)態(tài)監(jiān)控仿生機(jī)器魚(yú)，文章所設(shè)計(jì)的仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)硬件主要包含監(jiān)控計(jì)算機(jī)、無(wú)線收發(fā)模塊、仿生機(jī)器魚(yú)、水池、高清攝像頭等。仿生機(jī)器魚(yú)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

無(wú)線模塊通過(guò)串口芯片與主機(jī)相連實(shí)現(xiàn)仿生機(jī)器魚(yú)與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信，監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送指令時(shí)，無(wú)線模塊以無(wú)線廣播的方式將指令發(fā)送給機(jī)器魚(yú)，通過(guò)STM32F407控制器處理后控制機(jī)器魚(yú)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，機(jī)器魚(yú)會(huì)根據(jù)不同的動(dòng)作發(fā)送相應(yīng)的返回值給監(jiān)控計(jì)算機(jī)。高清攝像頭通過(guò)USB接口線與監(jiān)控計(jì)算機(jī)主機(jī)連接，當(dāng)仿生機(jī)器魚(yú)在運(yùn)動(dòng)時(shí)，定時(shí)將機(jī)器魚(yú)游泳姿態(tài)傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)中。

仿生機(jī)器魚(yú)內(nèi)部有控制器模塊、無(wú)線收發(fā)模塊以及各種傳感器（陀螺儀、深度傳感器）等模塊，以下將詳細(xì)介紹這幾個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)原理。

（1）控制器模塊

為使仿生機(jī)器魚(yú)具有更穩(wěn)定的性能，發(fā)揮更大的作用，其控制器模塊顯得尤為重要。故選擇工作頻率高、運(yùn)行速度快的 STM32F407單片機(jī)，其USART和SPI通信速度更快，具有更低的功耗［15］，并集成了新的DSP和FPU指令，符合本設(shè)計(jì)對(duì)控制器的要求，運(yùn)用STM32F407作為運(yùn)動(dòng)控制單元，負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制的解算，獲取多路舵機(jī)驅(qū)動(dòng)的PWM信號(hào)，并且隔離了舵機(jī)運(yùn)行時(shí)信號(hào)的干擾，保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性［16］。

（2）無(wú)線收發(fā)模塊

由于仿生機(jī)器魚(yú)工作在復(fù)雜的水下環(huán)境，需采用穿透性強(qiáng)、穩(wěn)定性較高的無(wú)線傳輸模塊，文章研究的監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與仿生機(jī)器魚(yú)之間運(yùn)動(dòng)模式數(shù)據(jù)的傳輸，無(wú)線模塊選擇雙向射頻模塊RF200，其用于高頻范圍的高性價(jià)比的RFID系統(tǒng)，在本設(shè)計(jì)方案中，RF200工作在433 MHz的頻率上，數(shù)據(jù)傳輸速率為9600 b／s，使用433 MHz射頻技術(shù)主要是考慮選用此頻段通信較為穩(wěn)定，不容易發(fā)生丟包現(xiàn)象，且 RF200輸出為 TTL電平，直接通過(guò)USART接口與 STM32F407通信［17-19］，通信方式簡(jiǎn)單。

RF433 MHz射頻通信技術(shù)的通信距離與發(fā)射電壓有關(guān)，在3～12 V內(nèi)，發(fā)射電壓越高其傳輸距離越遠(yuǎn)，最低傳輸距離為20～50 m，最大可傳輸700～800 m［20］。根據(jù)需求來(lái)調(diào)節(jié)通信距離的大小，在研究階段，采用短距離即可達(dá)到通信要求。

（3）傳感器模塊

鑒于仿生機(jī)器魚(yú)工作在復(fù)雜的水下環(huán)境中，功率消耗以及機(jī)器魚(yú)的大小限制了微型控制器的處理能力。故采用低成本多傳感器架構(gòu)，使得機(jī)器魚(yú)適應(yīng)不同的環(huán)境。具體有陀螺儀，深度傳感器，電流／電壓傳感器、紅外傳感器等，特別地，選擇MPU6050作為陀螺儀部件，MPU6050為集成的六軸運(yùn)動(dòng)跟蹤設(shè)備，其內(nèi)部結(jié)合了3軸陀螺儀 +3軸加速度計(jì)［21］，其具體原理如圖2所示。

圖2 MPU6050模塊原理圖

1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括：（1）監(jiān)控計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)，即發(fā)送控制指令以及接收陀螺儀返回值；（2）仿生機(jī)器魚(yú)接收控制指令以及生成PWM波控制舵機(jī)運(yùn)動(dòng)。

監(jiān)控計(jì)算機(jī)軟件利用MFC（Microsoft Foundation Classes）編寫(xiě)，通過(guò)按鍵觸發(fā)作用，輸入相應(yīng)按鍵生成控制指令，利用串口發(fā)送指令。機(jī)器魚(yú)接收指令的軟件設(shè)計(jì)通過(guò)C++實(shí)現(xiàn)，機(jī)器魚(yú)內(nèi)部控制器通過(guò)USART3接收監(jiān)控計(jì)算機(jī)的控制指令，生成PWM波作用到舵機(jī)上使機(jī)器魚(yú)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，同時(shí)USART2向監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送相應(yīng)的返回值。監(jiān)控計(jì)算機(jī)與仿生機(jī)器魚(yú)之間通過(guò)串口進(jìn)行通信，只需配置一個(gè)簡(jiǎn)單的通信協(xié)議，以及利用無(wú)線串口配置軟件實(shí)現(xiàn)RF200模塊與監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)串口參數(shù)的配置，運(yùn)用到兩個(gè)串口分別作為控制端和數(shù)據(jù)端。

1.3 系統(tǒng)的無(wú)線通信設(shè)計(jì)

1.3.1 無(wú)線通信協(xié)議

仿生機(jī)器魚(yú)與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信是通過(guò)串口發(fā)送和接收命令，如前所提的通過(guò)USART3接收監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送的命令，通過(guò)USART2向監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送命令。USART的字符由起始位、數(shù)據(jù)位（8位或者9位）、停止位（1位或者2位）組成，監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送的控制指令含有4個(gè)字節(jié)。由于仿生機(jī)器魚(yú)要實(shí)現(xiàn)多模態(tài)游動(dòng)，如直游、上升、下降、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、翻滾等模式，為了使通信簡(jiǎn)單而高效，將仿生機(jī)器魚(yú)的運(yùn)動(dòng)模式和運(yùn)動(dòng)速度設(shè)置成兩種不同的通信協(xié)議格式。

在仿生機(jī)器魚(yú)的多模態(tài)游動(dòng)中，速度檔位設(shè)置1～9檔，由慢到快，每個(gè)檔位的通信協(xié)議由4個(gè)字節(jié)組成，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，設(shè)置幀頭和幀尾以及機(jī)器魚(yú)ID均相同，仿生機(jī)器魚(yú)根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度位區(qū)分不同的檔位。運(yùn)動(dòng)速度數(shù)據(jù)幀組成的通信協(xié)議見(jiàn)表1。

表1 運(yùn)動(dòng)速度通信協(xié)議表

在仿生機(jī)器魚(yú)的多模態(tài)游動(dòng)中，每種游動(dòng)模態(tài)的通信協(xié)議由4個(gè)字節(jié)組成，同樣設(shè)置幀頭和幀尾以及機(jī)器魚(yú)ID均相同，仿生機(jī)器魚(yú)根據(jù)運(yùn)動(dòng)模態(tài)位區(qū)分不同的游動(dòng)模態(tài)。運(yùn)動(dòng)模式數(shù)據(jù)幀組成的通信協(xié)議見(jiàn)表2。

表2 運(yùn)動(dòng)模式通信協(xié)議表

1.3.2 無(wú)線通信控制軟件流程

按照通信協(xié)議的格式，仿生機(jī)器魚(yú)控制命令由運(yùn)動(dòng)模式和游動(dòng)速度組成，監(jiān)控計(jì)算機(jī)利用MFC中的PreTranslateMessage函數(shù)按鍵觸發(fā)生成控制指令，GenerateCtrlCmd函數(shù)打包控制指令，通過(guò)串口發(fā)送。機(jī)器魚(yú)中的控制器（STM32）利用 USART_IRQHandler函數(shù)接收監(jiān)控計(jì)算機(jī)指令，控制舵機(jī)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，仿生機(jī)器魚(yú)將返回值返回給監(jiān)控計(jì)算機(jī)，利用OnRXChar函數(shù)解析仿生機(jī)器魚(yú)傳回來(lái)的數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)模式和運(yùn)動(dòng)速度的通信流程如圖3所示。

圖3 通信流程圖

監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制指令的代碼如下：

2 仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

對(duì)游動(dòng)仿生機(jī)器魚(yú)來(lái)說(shuō)，監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，并接收機(jī)器魚(yú)從水下監(jiān)測(cè)到的各種信息，故開(kāi)發(fā)了監(jiān)控計(jì)算機(jī)人機(jī)交互界面。用VC++2010中的MFC語(yǔ)言設(shè)計(jì)了監(jiān)控平臺(tái)，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：程序運(yùn)行之后，會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)名為Dogfishcontrol的監(jiān)控界面，如圖 4所示。設(shè)置COME4和COME6分別作為數(shù)據(jù)端和控制端，打開(kāi)串口進(jìn)入控制模式，在命令區(qū)通過(guò)鍵盤(pán)輸入命令，仿生機(jī)器魚(yú)做出相應(yīng)的動(dòng)作。界面下方是一個(gè)根據(jù)機(jī)器魚(yú)游動(dòng)軌跡產(chǎn)生的曲線圖，pitch叫做俯仰角，yaw叫做偏航角，roll叫做翻滾角，其分別圍繞 x、y、z軸旋轉(zhuǎn)，仿生機(jī)器魚(yú)在執(zhí)行不同的控制指令時(shí)曲線圖中會(huì)產(chǎn)生不同的波形。

監(jiān)控計(jì)算機(jī)接收仿生機(jī)器魚(yú)返回值時(shí)，即接收陀螺儀數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)通信協(xié)議，先分析幀頭標(biāo)志位，驗(yàn)證正確后接收數(shù)據(jù)位、結(jié)束位，若字節(jié)數(shù)已夠，則解析陀螺儀數(shù)據(jù)。

圖4 監(jiān)控計(jì)算機(jī)人機(jī)交互界面圖

監(jiān)控計(jì)算機(jī)解析仿生機(jī)器魚(yú)返回值數(shù)據(jù)的代碼如下：

3 仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)試與結(jié)果分析

通過(guò)上述的設(shè)計(jì)與研發(fā)，在實(shí)驗(yàn)室搭建了由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、攝像頭、通信模塊、仿生機(jī)器魚(yú)、水池等構(gòu)成的仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為驗(yàn)證監(jiān)控系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上做了仿生機(jī)器魚(yú)多模態(tài)游動(dòng)實(shí)驗(yàn)。仿生機(jī)器魚(yú)多模態(tài)節(jié)律運(yùn)動(dòng)采用中樞模式發(fā)生器CPG（Central Pattern Generator）控制，推進(jìn)方式為 BCF（Body and Caudal Fin）方式，即由身體后部及尾鰭推進(jìn)。仿生機(jī)器魚(yú)CPG網(wǎng)絡(luò)模型由式（1）表示為

式中：xi和yi分別為非線性振蕩器的2個(gè)狀態(tài)變量；ωi為第i個(gè)振蕩器的固有震蕩頻率；Ai為第i個(gè)振蕩器的固有振幅；aij和bik分別為鏈?zhǔn)饺躐詈祥g的耦合系數(shù)，表示神經(jīng)振蕩元之間的激勵(lì)和抑制作用。

此模型采用簡(jiǎn)單的鏈?zhǔn)酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，以最近相鄰單元構(gòu)建線性耦合，極大減少模型的參數(shù)數(shù)量，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的復(fù)雜度。其控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5所示，通過(guò)控制參數(shù)ω和A，可以直接控制振蕩器的頻率和振蕩器的幅值，產(chǎn)生輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)控制器處理后輸入到各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器魚(yú)的多模態(tài)控制。

圖5 仿生機(jī)器魚(yú)CPG網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

在搭建好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。圖6～9的（a）圖分別為機(jī)器魚(yú)在水池中靜止、直游、左轉(zhuǎn)彎及右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上顯示的波形分別對(duì)應(yīng)圖6～9的（b）圖。

由圖6～9中曲線可分析，當(dāng)機(jī)器魚(yú)靜止時(shí)，曲線圖由3條直線組成，如圖6（b）所示；直游時(shí)，yaw曲線波動(dòng)較大，即偏航角波動(dòng)較大，機(jī)器魚(yú)在向前游動(dòng)的過(guò)程中，圍繞y軸旋轉(zhuǎn)，故體現(xiàn)在曲線圖中是偏航角的變化較為明顯，如圖7（b）所示；當(dāng)機(jī)器魚(yú)執(zhí)行轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)時(shí)，偏航角會(huì)達(dá)到較大值，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)方向正好相反，如圖8（b）和9（b）所示。

圖6 靜止模式下的實(shí)際游態(tài)及數(shù)據(jù)波形圖

圖7 向前直游模式下的實(shí)際游態(tài)及數(shù)據(jù)波形圖

圖8 向左轉(zhuǎn)彎模式下的實(shí)際游態(tài)及數(shù)據(jù)波形圖

圖9 向右轉(zhuǎn)彎模式下的實(shí)際游態(tài)及數(shù)據(jù)波形圖

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)控計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)按鍵準(zhǔn)確控制仿生機(jī)器魚(yú)運(yùn)動(dòng)模態(tài)的切換，在不同運(yùn)動(dòng)模態(tài)下，通過(guò)在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上輸入不同數(shù)字鍵，亦可實(shí)現(xiàn)機(jī)器魚(yú)速度檔位的切換，監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)記錄機(jī)器魚(yú)在游動(dòng)過(guò)程中的波形變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明文章提出的仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)能夠完成機(jī)器魚(yú)各模態(tài)運(yùn)動(dòng)的監(jiān)控任務(wù)，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與機(jī)器魚(yú)的穩(wěn)定通信，但也存在很多需下一步解決的問(wèn)題，比如在進(jìn)行模態(tài)和速度檔位切換的瞬間，機(jī)器魚(yú)動(dòng)作稍微延遲，即通信速率沒(méi)達(dá)到理想要求，丟包率雖小但也存在，以及實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，通信距離體現(xiàn)不出優(yōu)勢(shì)，在下一步的研究工作中，會(huì)從這2個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

4 結(jié)論

仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是仿生機(jī)器魚(yú)推廣應(yīng)用的首要環(huán)節(jié)。文章設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出：

（1）仿生機(jī)器魚(yú)根據(jù)監(jiān)控計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)上的輸入命令做出了相應(yīng)動(dòng)作，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)界面上實(shí)時(shí)產(chǎn)生了機(jī)器魚(yú)不同運(yùn)動(dòng)模態(tài)下的運(yùn)動(dòng)曲線。

（2）仿生機(jī)器魚(yú)執(zhí)行命令時(shí)向監(jiān)控計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)發(fā)送反饋機(jī)器魚(yú)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的指令，實(shí)現(xiàn)了兩者之間的無(wú)線通信協(xié)議。

（3）仿生機(jī)器魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了仿生機(jī)器魚(yú)與監(jiān)控計(jì)算機(jī)兩者間的穩(wěn)定交換游動(dòng)控制命令、游動(dòng)模式、游動(dòng)姿態(tài)等數(shù)據(jù)，形成了一個(gè)穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，運(yùn)行效果良好。

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