[發(fā)明專(zhuān)利]一種自動(dòng)油污清除裝置及其視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110331585.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113047249A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李臣;王宏明;喬大雷;宗旭寧;孫仁一;趙峰;張勝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): E02B15/10
• 分類(lèi)號(hào): E02B15/10;B63B35/32;G06K9/32;G06K9/34;G06N3/04
• 代理公司: 南京源古知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32300
• 代理人: 馬曉輝

本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)油污清除裝置及其視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，包括無(wú)人艦，所述無(wú)人艦上固定安裝有視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，所述無(wú)人艦上還固定安裝有噴淋系統(tǒng)，所述無(wú)人艦的底部固定安裝有水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器，所述噴淋系統(tǒng)固定連接油污清除裝置，所述油污清除裝置包括蓄油箱、輸油管道、霧化器和油泵，所述噴淋系統(tǒng)包括噴頭和調(diào)節(jié)座，本發(fā)明的有益效果：精準(zhǔn)的計(jì)算出海面油污數(shù)量，然后打開(kāi)油污清除裝置向油膜表面噴灑對(duì)應(yīng)數(shù)量的消油劑，實(shí)現(xiàn)油污的精準(zhǔn)清除，并不會(huì)產(chǎn)生因消油劑噴灑過(guò)多帶來(lái)的二次污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種自動(dòng)油污清除裝置及其視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)。

背景技術(shù)

海面溢油常用的清除方法包括圍油欄圈圍、海面燃燒、噴灑消油劑以及人工回收等方法，其中圍油欄圈圍方法對(duì)溢油處理時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)海洋生物危害較大，海面燃燒方法易造成環(huán)境污染，所以噴灑消油劑是解決海面溢油的最實(shí)用的方法。

而傳統(tǒng)的人工手動(dòng)噴灑消油劑不僅無(wú)法精準(zhǔn)的控制每次噴油壓力的大小而且效率低下；噴頭壓力過(guò)大會(huì)造成消油劑落下時(shí)擊穿油膜落入水中，不僅無(wú)法與水面溢油發(fā)生反應(yīng)還會(huì)引起二次污染；而噴頭壓力過(guò)小時(shí)消油劑在下落過(guò)程中會(huì)被海風(fēng)吹散無(wú)法落到溢油表面，起不到溢油清除的效果、而且人工回收方法也不適合離海岸線(xiàn)較遠(yuǎn)海域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)油污清除裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種自動(dòng)油污清除裝置，包括無(wú)人艦，所述無(wú)人艦上固定安裝有視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，所述無(wú)人艦上還固定安裝有噴淋系統(tǒng)，所述無(wú)人艦的底部固定安裝有水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器，所述噴淋系統(tǒng)固定連接油污清除裝置，所述油污清除裝置包括蓄油箱、輸油管道、霧化器和油泵，所述噴淋系統(tǒng)包括噴頭和調(diào)節(jié)座。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述無(wú)人艦的甲板上固定安裝有數(shù)個(gè)太陽(yáng)能電池板。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)包括攝像頭、識(shí)別分析系統(tǒng)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述蓄油箱固定在無(wú)人艦的甲板上，所述霧化器設(shè)置在噴淋系統(tǒng)和蓄油箱之間的輸油管道上。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述調(diào)節(jié)座具體為可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)節(jié)插座，所述噴頭活動(dòng)安裝在調(diào)節(jié)座上。

一種基于自動(dòng)油污清除裝置的視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，包括以下步驟：

第一步：對(duì)水面進(jìn)行全場(chǎng)景解析同時(shí)實(shí)現(xiàn)水面交通態(tài)勢(shì)的實(shí)時(shí)感知和油污區(qū)域檢測(cè)；

第二步：提取目標(biāo)掩膜，并提取目標(biāo)船只重識(shí)別特征，在高層次的跟蹤流程中同時(shí)使用外觀(guān)特征和運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成穩(wěn)定的航跡；

第三步：針對(duì)水面實(shí)用YOLO進(jìn)行污染區(qū)域檢測(cè)，計(jì)算出除油劑噴灑量送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

在交通態(tài)勢(shì)感知方面，首先通過(guò)全卷積網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行場(chǎng)景語(yǔ)義分割，區(qū)分出背景和前景的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和障礙物，其具體的目標(biāo)檢測(cè)算法為yolov3算法，運(yùn)行的環(huán)境為keras，tensorflow-gpu，我們使用該算法，首先將輸入圖片調(diào)整為416*416大小的圖片，然后使用yolo3算法將圖片劃分為13*13，26*26，52*52的不同大小的網(wǎng)格。

由于圖像在經(jīng)過(guò)多次卷積之后，小物體的特征會(huì)容易消失，所以52*52的網(wǎng)格用來(lái)檢測(cè)小物體，13*13的網(wǎng)格用來(lái)檢測(cè)大的物體，由于油污是一個(gè)比較大的物體，所以是用13*13的網(wǎng)格來(lái)檢測(cè)的。

在第二步中，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)負(fù)責(zé)其右下角的檢測(cè)，當(dāng)油污的中心點(diǎn)坐在這個(gè)區(qū)域，這個(gè)油污的位置就由這個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)來(lái)確定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：精準(zhǔn)的計(jì)算出海面油污數(shù)量，然后打開(kāi)油污清除裝置向油膜表面噴灑對(duì)應(yīng)數(shù)量的消油劑，實(shí)現(xiàn)油污的精準(zhǔn)清除，并不會(huì)產(chǎn)生因消油劑噴灑過(guò)多帶來(lái)的二次污染。

附圖說(shuō)明