[發明專利]自動巡航的隱藏排污口快速檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202110291155.5
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112987751B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 陳培倫;馬志堅;郭玲;朱紅生;程玉潔;吳述園
• 申請（專利權）人: 中冶華天工程技術有限公司;南京理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01V11/00
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所(普通合伙) 11325
• 代理人: 張岱

1.一種自動巡航的隱藏排污口快速檢測系統，其特征在于，包括：

地面站子系統，由內置集成平臺岸基監控系統的上位機組成，用于規劃檢測航線、向無人船子系統發送控制信息，并從無人船子系統接收采集的數據；

無人船子系統，由主控模塊、位姿模塊、電源模塊、推進裝置、紅外熱成像儀、高清攝像頭和水質檢測模塊組成，主控模塊安裝于船體上部平臺中的箱體內，負責控制無人船運行；位姿模塊安裝于船頂用于給無人船提供位置信息；推進裝置位于船體后側兩端，用于給無人船提供動力，使其沿著預定的航線進行航行；紅外熱成像儀與高清攝像頭用于獲取預定區域圖像；

通信子系統，用于實現無人船子系統與地面子系統通信；

無人船子系統中的紅外熱成像儀與高清攝像頭，每隔一定距離對水面圖像進行采集，發送給主控模塊，對航線各區域圖像進行色度閾值計算；航程結束后，找出閾值相較平均值差值最大的區域，判斷為溫度異常區域；無人船駛向該區域，觸發安裝在船體前外側底部的水質檢測模塊，進一步確認該區域水質情況，判斷是否存在隱藏排污口。

2.根據權利要求1所述自動巡航的隱藏排污口快速檢測系統，其特征在于，基于顏色分布法，計算高清攝像頭拍攝圖像與預設正常水面圖像的相似度，以此判斷水面是否存在障礙物，并根據此信息控制無人船行駛。

3.根據權利要求1所述的自動巡航的隱藏排污口快速檢測系統，其特征在于，所述主控模塊以嵌入式控制板為核心，基于串口通信實現對指令發布和傳感器數據接收，獲取無人船子系統當前位姿信息，控制左右電機轉速，實現對無人船航向控制；地面站子系統通過通信子系統，實現無人船子系統位置、航向、速度信息的獲取，實現手動調節無人船及實時監控。

4.根據權利要求1所述的自動巡航的隱藏排污口快速檢測系統，其特征在于，所述位姿模塊位于船體上部平臺的后側，用于記錄無人船位置、角度、加速度信息；位姿模塊通過串口與主控制模塊相連接，將位置信息傳送給主控模塊處理。

5.根據權利要求1所述的自動巡航的隱藏排污口快速檢測系統，其特征在于，所述電源模塊安裝于船體下部兩側平衡放置，經過電壓轉換后分別為主控模塊、電機供電。

6.根據權利要求1所述的自動巡航的隱藏排污口快速檢測系統，其特征在于，所述地面站子系統接收通信子系統推送的信息流，包括無人船的位姿、水質數據、圖像檢測結果，根據通信協議進行解析及可視化顯示。

7.根據權利要求1所述的自動巡航的隱藏排污口快速檢測系統，其特征在于，所述通信子系統，由設置在船體上部平臺的5G信號收發器和控制板組成。

8.一種基于權利要求1所述自動巡航的隱藏排污口快速檢測系統的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

利用地面站子系統做航線規劃，將航線信息傳送至無人船子系統的主控模塊，解算航線信息，輸出PWM信號波，控制電機運行；

每隔一定距離采集圖像，并記錄位置信息；

對采集的數據傳送到無人船子系統中的主控模塊進行處理，確認水面情況，如果異常，控制無人船繞過該區域；

運行航線結束后，計算紅外熱成像儀拍攝圖像色度閾值，找出較均值差值最大的區域；

無人船再次運行至該區域，用水質檢測模塊進一步確認該區域水質情況，判斷是否存在隱藏排污口。

9.根據權利要求8所述的自動巡航的隱藏排污口快速檢測方法，其特征在于，所述主控模塊基于串口通信實現對指令發布和傳感器數據接收，獲取無人船子系統當前位姿信息，控制左右電機轉速，實現對無人船航向控制；地面站子系統通過通信子系統，實現無人船子系統位置、航向、速度信息的獲取，實現手動調節無人船及實時監控。

10.根據權利要求8所述的自動巡航的隱藏排污口快速檢測方法，其特征在于，所述位姿模塊用于記錄無人船位置、角度、加速度信息，位姿模塊通過串口與主控制模塊相連接，將位置信息傳送給主控模塊處理。