[发明专利]一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统

权利要求书

1.一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统，其特征在于，包括区域划分模块、垃圾识别模块、路线规划模块、回收分类模块和服务器；

通过区域划分模块划分河道垃圾清理区域，垃圾识别模块识别垃圾清理区域内的垃圾；路线规划模块规划河道垃圾的清理路线，实时获取垃圾图像坐标区域的中心坐标，标记为中心点，根据实时采集的中心点建立中心点动态分布图，对动态分布图中的中心点进行代表区域合并，获得动态垃圾合并图，标记无人船的坐标，基于蚁群算法计算无人船清理所有垃圾的最短路径，将对应的最短路径标记为全程规划路径；根据全程规划路径获取无人船进入各个垃圾合并区域的区域起点，以及离开对应垃圾合并区域的区域终点；获取无人船的清理宽度，根据清理宽度、区域起点和区域终点设置遍布垃圾合并区域的清理路线；

再通过回收分类模块对无人船回收的垃圾进行分类；

对动态垃圾合并图中的中心点进行代表区域合并的方法包括：

步骤SA1：设置最大合并半径和两个中心点之间的最大距离，将两个中心点之间的最大距离标记为分布距离；在所有的中心点中任选一个中心点作为p点；

步骤SA2：实时计算动态垃圾合并图中p点到所有中心点之间的距离，标记为计算距离；将计算距离小于分布距离的所有中心点标记为p₁点，形成一个类别，确定该类别的类别中心，根据类别中心计算该类别的类别半径L₁；

步骤SA3：实时计算p₁点到剩余所有的中心点之间的距离，将距离小于分布距离的中心点标记为p₂点，p₁点和p₂点形成一个新的类别，确定该类别的类别中心，根据类别中心计算该类别的类别半径L₂，依次类推，直到标记p_i点，p_i点表示第i次计算的中心点；获得类别半径L_i，其中i＝1，2，3，……，n；

类别半径L_i不小于最大合并半径时，完成中心点合并，将合并区域内的中心点进行垃圾坐标区域替换；

步骤SA3中完成中心点合并的方法包括：

当类别半径L_i等于最大合并半径时，完成中心点合并；

当类别半径L_i大于最大合并半径时，去除该类别中距离类别中心最远的p₂点，重新计算该类别的类别中心和类别半径，进行迭代，直到去除距离类别中心最远的p₂点后，计算的类别半径不大于最大合并半径时，完成中心点合并；

根据清理宽度、区域起点和区域终点设置遍布垃圾合并区域的清理路线的方法包括：

识别动态垃圾合并图中各个垃圾坐标区域的面积和边界轮廓，计算无人船清理该垃圾坐标区域内垃圾的往复次数和对应的往复次数路线，获取对应往复次数的起点和终点，标记为往复起点和往复终点，并标记在动态垃圾合并图中的对应位置上，将动态垃圾合并图中的区域起点、区域终点、往复起点、往复终点和往复次数路线作为必经路线，基于蚁群算法计算无人船经过必经路线的最短路径，标记为清理路线。

2.根据权利要求1所述的一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统，其特征在于，区域划分模块的工作方法包括：

获取需要进行垃圾清理的河道地图，识别河道边界的经纬度坐标，获取无人船的型号，根据无人船的型号在河道地图中设置缓冲区，将河道地图中缓冲区之间的区域标记为行动区域；

设置区域单元，获取无人船坐标，将获取的无人船坐标更新在河道地图中，获取无人船坐标对应范围的河道地图，操作人员通过区域单元在河道地图中框选垃圾清理区域，识别操作人员框选的区域边界，将识别的框选区域边界与行动区域边界进行整合，将整合后的区域标记为垃圾清理区域。