[发明专利]自主收集水葫芦的小型无人水面艇及其收集方法

说明书

本发明涉及一种自主收集水葫芦的小型无人水面艇。包含安置在无人水面艇上的：信息采集模块，获取水面图像、超声波信息；控制模块，与信息采集模块相连，处理采集的图像和超声波信息，自动规划行驶路径、发出行驶指令；电机驱动模块，接收控制模块发出的行驶指令，生成电机差速和PWM波；两个电机，根据电机驱动模块发出的电机差速和PWM波正反转，使无人水面艇在水上运动；水葫芦收集装置，用于收集水葫芦。本发明还涉及一种收集方法，利用信息采集模块获取水面艇周围环境信息，并通过控制模块处理环境信息，计算航线，实现收集水葫芦的无人化、智能化操作，适用于小型湖泊与河道，具有成本低、收集效果好、节约人力的优点。

技术领域

本发明属于智能船舶领域，尤其是指具有智能信息处理系统的能搜索、打捞水面水葫芦的小型无人水面艇。

背景技术

目前智能船舶的发展呈加速趋势，智能船舶已成为未来船舶发展的主要方向。而智能船舶中非常重要的一环便是“信息感知技术”，它使得船舶能够基于各种传感设备、传感网络和信息处理设备，获取船舶自身和周围环境的各种信息，使船舶能够更安全、更自如的航行。

近些年水面环境的污染越来越严峻。人们生活的周围有许多的河流，浅水湖，人工湖等水源。而这些水面经常漂浮树叶，水葫芦等自然界的污染源，尤其是分散累积的水葫芦，如果不及时清理，则会发生腐烂，会严重影响水面质量以及美观。市面上的都是一些大型的机械装备，无法在小型的湖泊与河道等水域使用。而靠人力去打捞，收集，存在效率低，工作强度大等问题。针对水域面积小，污染源分散面积广的特点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种自主收集水葫芦的小型无人水面艇，可以很好的解决这个问题。无人水面艇(unmannedsurface vessel,USV)，是无人操作的水面船只，属于智能船舶领域，可以在水面上实行水面航行的无人化操作，替代人进行一些危险，重复的工作。

为达到上述目的，本发明提出一种自主收集水葫芦的小型无人水面艇，包含：

信息采集模块，包含摄像头，安装在无人水面艇上，用于采集水面的图像信息；

控制模块，与信息采集模块相连，安装在无人水面艇上，处理采集的图像信息，判断是否有水葫芦，根据距离最近的水葫芦位置信息、自动规划路径并发出行驶指令；

电机驱动模块，与控制模块相连，安装在无人水面艇上，接收控制模块发出的行驶指令，并根据行驶指令生成电机差速；

两个电机，左右对称地安置在无人水面艇上，均与电机驱动模块相连，根据电机驱动模块发出的电机差速，实现正反转，令无人水面艇前进、后退；还根据电机驱动模块产生的两路PWM波，实现无人水面艇左右转；

水葫芦收集装置，与无人水面艇底部连接，用于收集水面的水葫芦。

所述信息采集模块还包括超声波测距传感器，安置在无人水面艇上，并与控制模块信号连接；超声波测距传感器实时测量无人水面艇周边障碍物的位置信息并发送给控制模块，控制模块根据所述障碍物位置信息调整行驶路径。

所述摄像头为高清彩色摄像头，能够获取高分辨率的彩色图像。

本发明的无人水面艇还包含电源模块，所述电源模块包含电池和稳压模块；电池用于给摄像头、超声波测距传感器、控制模块、电机和电机驱动模块提供工作电源；稳压模块，位于电池和控制模块之间，用于保持控制模块工作电压的稳定。

所述收集装置由一个长方形铁丝框和一个尼龙网组成，所述尼龙网固定的套在铁丝框四周。

所述收集装置的铁丝框还与碳纤维管捆绑在一起，用于加固铁丝框。

一种自主收集水葫芦的小型无人水面艇的收集方法，具体包含以下步骤：

S1、摄像头获取图像并发给控制模块；