[發(fā)明專利]一種異構(gòu)系統(tǒng)的海洋垃圾回收方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710335914.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN107117268B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華;郭明明;霍建文;劉滿祿;張敦鳳;張靜;王坤朋;肖宇峰;陳波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B63B35/32
• 分類號(hào): B63B35/32;E02B15/10;B64C39/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明公開了一種異構(gòu)系統(tǒng)的海洋垃圾回收方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于采集飛行區(qū)域內(nèi)的海洋環(huán)境信息，定位海洋垃圾并發(fā)送給船的多旋翼飛行器，以及用于與飛行器進(jìn)行通信并進(jìn)行垃圾回收的船。本發(fā)明通過多旋翼飛行器在海洋上空進(jìn)行監(jiān)控，視野范圍廣，解決了傳統(tǒng)的定位和回收方法中海洋垃圾的小范圍、低效率的問題，同時(shí)通過采用多旋翼飛行器和船的協(xié)作，多層次、空間立體搜索海洋垃圾，有效的解決了海洋垃圾的快速清理問題，對(duì)海洋環(huán)境的保護(hù)具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛行器監(jiān)測(cè)技術(shù)及海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種異構(gòu)系統(tǒng)的海洋垃圾回收方法及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

海洋是人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境，開發(fā)和利用好海洋資源，將是解決世界人口、資源和環(huán)境等沉重壓力的主要出路之一。近年來，隨著水上船舶作業(yè)、水上資源運(yùn)輸?shù)人鶎?dǎo)致的營(yíng)運(yùn)在海洋中的各種船舶制造的各種垃圾，海洋污染日益嚴(yán)重。海洋垃圾的處理不當(dāng)，不僅會(huì)導(dǎo)致垃圾中的有毒物質(zhì)進(jìn)入水體后直接毒害水生生物，而且會(huì)影響水體的自治能力，改變動(dòng)植物的天然營(yíng)養(yǎng)條件，造成海底嚴(yán)重污染，致使某些生物絕跡。有關(guān)資料表明，被船舶排放到海洋中的塑料垃圾完全降解需要450年以上的時(shí)間。從以上危害可見，科學(xué)治理防止船舶垃圾對(duì)海洋環(huán)境的污染對(duì)于保護(hù)海洋環(huán)境是十分重要的。與此同時(shí)，近年來西北太平洋地區(qū)的海洋垃圾問題日益嚴(yán)重，由于受到季風(fēng)和洋流的影響，大量海洋垃圾由一國附近海域流到鄰國。大量的海洋垃圾如果不及時(shí)檢測(cè)和處理，跨界海洋環(huán)境污染的國際爭(zhēng)端問題也會(huì)造成各國關(guān)系的僵化。

目前，國內(nèi)外針對(duì)于海洋垃圾的清理主要有兩大類：一類是采用人工打撈方式，這種方式通過采用半艙式或甲板機(jī)動(dòng)駁船，由環(huán)衛(wèi)工人手持網(wǎng)兜等工具站在甲板邊上，直接把垃圾打撈上來，這種作業(yè)方式勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣且工作效率低。另一類是使用垃圾回收船利用垃圾輸送裝置對(duì)海面漂浮的垃圾進(jìn)行收集。該種方法使用靈活性受到限制，海洋面積比較大，不能達(dá)到大范圍、高效率的垃圾定位和回收。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種異構(gòu)系統(tǒng)的海洋垃圾回收方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋中存在的垃圾的精確定位與回收。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：本發(fā)明提供了一種異構(gòu)系統(tǒng)的海洋垃圾回收方法，包括以下步驟：

S1、利用船搭載多旋翼飛行器組成異構(gòu)系統(tǒng)，進(jìn)入海洋區(qū)域；

S2、利用多旋翼飛行器搭載的信息采集設(shè)備采集預(yù)設(shè)海洋范圍內(nèi)的海洋環(huán)境信息，根據(jù)海洋環(huán)境信息定位海洋垃圾在海洋區(qū)域中的位置信息，并將位置信息發(fā)送給船；

S3、利用船上搭載的檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)當(dāng)前的海洋風(fēng)向、風(fēng)速及水流速度信息；

S4、通過船上搭載的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換設(shè)備對(duì)位置信息進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，并結(jié)合海洋風(fēng)向、風(fēng)速及水流速度信息，計(jì)算出船自身以及海洋垃圾在世界坐標(biāo)系下的位置，控制船進(jìn)入海洋垃圾區(qū)域；

S5、控制船回收海洋垃圾。

本發(fā)明還提供了一種異構(gòu)系統(tǒng)的海洋垃圾回收系統(tǒng)，包括：

多旋翼飛行器，用于采集飛行區(qū)域內(nèi)的海洋環(huán)境信息，定位海洋垃圾并實(shí)時(shí)發(fā)送給船；

船，用于與多旋翼飛行器進(jìn)行通信，接收并處理多旋翼飛行器采集的海洋環(huán)境信息，并進(jìn)行垃圾回收。

優(yōu)選地，多旋翼飛行器包括多旋翼飛行器控制器、視覺傳感器、姿態(tài)航向參考系統(tǒng)設(shè)備、定位設(shè)備、激光雷達(dá)傳感器、多旋翼飛行器通信設(shè)備、圖像采集傳感器以及圖像處理設(shè)備；多旋翼飛行器通信設(shè)備、圖像采集傳感器均與圖形處理設(shè)備通信連接；視覺傳感器、姿態(tài)航向參考系統(tǒng)設(shè)備、定位設(shè)備、激光雷達(dá)傳感器、圖像采集傳感器、圖像處理設(shè)備、多旋翼飛行器通信設(shè)備均與多旋翼飛行器控制器通信連接。