[發明專利]一種無人船水質監測數據傳輸方法及系統

有效

• 申請號: 202211264663.5
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115333678B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 陶雄
• 申請（專利權）人: 江西省綠美瑞生態建設有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;G01N33/18
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 陳強

1.一種無人船水質監測數據傳輸方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1、獲取多個采樣點的坐標，使用相機采集各個采樣點的水體圖像，使用多個水質監測儀分別獲取各個采樣點的各種水質指標；

S2、根據各采樣點與其他所有采樣點之間的歐氏距離得到各個采樣點的各個初始參考采樣點；根據各個采樣點與所述各個采樣點的各個初始參考采樣點的坐標得到所述各個采樣點與所述各個初始參考采樣點之間的趨勢性；根據所述趨勢性得到所述各個采樣點的各個參考采樣點；根據各個參考采樣點之間的歐氏距離以及趨勢性得到所述各個參考采樣點的距離影響權重；

S3、根據各個采樣點的水體圖像的灰度直方圖計算所述各個采樣點的水體渾濁度；將各個采樣點與各個參考采樣點水體渾濁度之間的差值記為所述各個參考采樣點的第一差值，將各個采樣點與各個參考采樣點的各種水質指標之間的差值記為所述各個參考采樣點的第二差值；根據各個采樣點的各個參考采樣點的距離影響權重、所述各個參考采樣點的第一差值以及所述各個參考采樣點的第二差值，得到所述各個采樣點的各種水質指標的異常程度；

S4、根據各個采樣點的各種水質指標的異常程度對所述各種水質指標進行自適應霍夫曼編碼，得到所述各種水質指標的編碼數據；對各種水質指標的編碼數據分別進行傳輸；

所述各個采樣點與所述各個初始參考采樣點之間的趨勢性的計算方法為：

式中，為第i個采樣點與該采樣點的第k個初始參考采樣點之間的趨勢性，/與/分別為第/個采樣點的縱坐標與橫坐標；/與/分別為第/個采樣點的第/個初始參考采樣點的縱坐標與橫坐標；/為反正切函數；

所述各個采樣點的各個參考采樣點的獲取方法為：

根據經驗閾值設置趨勢性差值閾值，將各個采樣點與上一個采樣點之間的趨勢性作為參考趨勢性，將各個采樣點與各個初始參考采樣點之間的趨勢性與參考趨勢性進行作差，獲取所得差值的絕對值，當所述絕對值大于趨勢性差值閾值時，所述初始參考采樣點不為參考采樣點，否則所述初始參考采樣點為參考采樣點，得到各個采樣點的各個參考采樣點，所述上一個采樣點是指無人船行駛到所述各個采樣點位置之前所處的采樣點；

所述各個參考采樣點的距離影響權重的獲取方法為：

計算各個采樣點的所有參考采樣點的趨勢性的均值，得到趨勢性均值，計算各個參考采樣點趨勢性與所述趨勢性均值之間的差值，將各個參考采樣點與所述各個采樣點之間的歐氏距離和所述差值進行相加，根據相加結果得到各個參考采樣點與所述各個采樣點之間的距離影響權重，具體公式包括：

其中，表示第/個采樣點的第/個參考采樣點的趨勢性與所有參考采樣點的趨勢性均值之間的差值的絕對值；/表示第/個采樣點的第/個參考采樣點之間的歐氏距離；為以自然常數為底數的指數函數，/表示第/個采樣點的第/個參考采樣點的距離影響權重；

所述各個采樣點的各種水質指標的異常程度的獲取方法為：

將各個采樣點的各個參考采樣點的第一差值的絕對值，作為所述各個參考采樣點的第一絕對值；將各個采樣點的各個參考采樣點的第二差值的絕對值，作為所述各個參考采樣點的第二絕對值；將各個參考采樣點的第一絕對值的倒數，距離影響權重以及第二絕對值的乘積進行累加求和，所得加和結果作為所述各個采樣點的各種水質指標的異常程度。

2.根據權利要求1所述的一種無人船水質監測數據傳輸方法，其特征在于，所述各個采樣點的各個初始參考采樣點的獲取方法為：

對各個采樣點與其他所有采樣點之間的歐氏距離從小到大進行排序，將所得排序結果中，歐氏距離最小的預設個數的采樣點作為所述各個采樣點的各個初始參考采樣點。

3.根據權利要求1所述的一種無人船水質監測數據傳輸方法，其特征在于，所述根據各個采樣點的水體圖像的灰度直方圖計算所述各個采樣點的水體渾濁度的表達式為：

式中，為第i個采樣點的水體渾濁度；/為第i個采樣點水體圖像的灰度直方圖中灰度級的個數；/為第i個采樣點水體圖像中所有像素點的灰度均值；/為第i個采樣點水體圖像的灰度直方圖中的第j個灰度級；/為第i個采樣點水體圖像的灰度直方圖中的第j個灰度級出現的概率；/為以2為底的對數函數。