一种水天一体智能漂浮物收集系统及其收集方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水天一体智能漂浮物收集系统及其收集方法。所述系统包括图像采集模块、图像处理模块、水面垃圾清理装置。图像采集模块通过无人机获取待清理湖面的图像，并经过A/D转换，再把图像灰度化，之后进行图像预处理。图像处理模块将图像中湖面背景与前景对象分割；识别前景对象中的目标垃圾：通过将前景对象中面积大于预设值的物体排除；对识别出的目标垃圾，以无人机自身的摄像头为坐标原点，建立坐标，在此坐标下计算出位置坐标。水面垃圾清理装置根据目标垃圾的位置坐标清理目标垃圾。本发明专利技术将清洁装置和无人机结合起来实现水面漂浮物清理的全自动化并且很大程度上提高了水面清理工作的效率。

A kind of integrated intelligent water floating collection system and collection method

The present invention discloses a kind of integrated intelligent water floating collection system and collection method. The system includes the image acquisition module, the image processing module and the water surface garbage cleaning device. The image acquisition module obtains the image of the surface of the lake through unmanned aerial vehicle, and then through A/D conversion, then the image is grayscale, and then the image is preprocessed. The image processing module the background and foreground object in image segmentation; recognition of foreground object target in garbage: the area of the foreground object in the object is larger than the preset value to identify the goal of elimination; garbage, to own UAV camera as the origin of coordinates, a coordinate, coordinates the calculated position coordinates. The water surface garbage cleaning device cleanse the target trash according to the location of the target garbage. The invention combines the cleaning device with the UAV to complete the automation of the cleaning of the floating surface and greatly improves the efficiency of the water surface cleaning.

【技术实现步骤摘要】
一种水天一体智能漂浮物收集系统及其收集方法
本专利技术涉及一种收集系统及其收集方法，尤其涉及一种水天一体智能漂浮物收集系统及其收集方法。
技术介绍
随着经济的发展，人们的生活水平都有所提高，生活垃圾也逐渐增多，但是由于一些人的素质和行为习惯未有明显改善，忽略了对环境的保护，尤其是水资源的保护，水污染已成为严重问题。据统计，只是太平洋上的海洋垃圾就已经达到350万平方公里，仅2010年全球就有800万吨塑料流入海洋湖泊，而且这个数字逐年上升。据法国《费加罗报》报道，2013年，150万动物成为海洋中塑料垃圾的牺牲品。不仅是海洋，湖泊河流的污染也日益严重，引起了社会的关注。湖面上的各种漂浮垃圾，严重影响了水质和湖面的景观，甚至还会造成水体污染、水质恶化，并且最终将会危害人类自身的生命与健康。对于景观湖，由于受到发展迅猛的旅游业和自然条件的影响，湖面上常漂浮着各种垃圾，使景区的旅游价值大打折扣。景观湖的污染现象在很多景区都有存在，若不及时清理，不仅会造成视觉污染，影响自然景观，还会对湖泊中的水生生物造成生命威胁。本专利技术以高效、智能地清理景观湖湖面漂浮垃圾为目标，对维持湖面清洁，营造一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水天一体智能漂浮物收集系统，其特征在于：其包括图像采集模块、图像处理模块、水面垃圾清理装置；所述图像采集模块通过无人机获取待清理湖面的图像，并将所述图像经过A/D转换将模拟信号转换为数字信号实现所述图像的空间和幅值的离散处理，再把所述图像灰度化，之后进行图像预处理；所述图像处理模块将所述图像中湖面背景与前景对象分割并获取所述前景对象；识别所述前景对象中的目标垃圾：通过将所述前景对象中面积大于预设值的物体排除；对识别出的目标垃圾，以无人机自身的摄像头为坐标原点，建立坐标，在此坐标下计算出位置坐标；所述水面垃圾清理装置根据目标垃圾的位置坐标清理目标垃圾。

【技术特征摘要】
1.一种水天一体智能漂浮物收集系统，其特征在于：其包括图像采集模块、图像处理模块、水面垃圾清理装置；所述图像采集模块通过无人机获取待清理湖面的图像，并将所述图像经过A/D转换将模拟信号转换为数字信号实现所述图像的空间和幅值的离散处理，再把所述图像灰度化，之后进行图像预处理；所述图像处理模块将所述图像中湖面背景与前景对象分割并获取所述前景对象；识别所述前景对象中的目标垃圾：通过将所述前景对象中面积大于预设值的物体排除；对识别出的目标垃圾，以无人机自身的摄像头为坐标原点，建立坐标，在此坐标下计算出位置坐标；所述水面垃圾清理装置根据目标垃圾的位置坐标清理目标垃圾。2.如权利要求1所述的水天一体智能漂浮物收集系统，其特征在于：所述系统还包括数据库，所述数据库存储识别出的目标垃圾，并根据目标垃圾二值化后的特点进行分类归纳，所述图像采集模块对获取的图像调用所述数据库的目标垃圾进行对比，快速获取所述图像中的目标垃圾。3.如权利要求1所述的水天一体智能漂浮物收集系统，其特征在于：所述系统还包括路径设计模块，所述路径设计模块规划所述无人机的路径设计，所述无人机的路径设计包括以下步骤：根据已知湖面的条件分布情况画出泰森多边形图；在此基础上对湖岸轮廓进行最大折线化，使湖岸轮廓成为一个贴合环境的内接多边形，内接多边形的每条边为一条路线；从内接多边形的最长边开始，无人机按照迪杰斯特拉算法对湖面开始扫描，路线之间的间距为摄像头扫描范围；使用差分GPS在路线上面每隔一定距离为无人机设定一个航路点，修正航路点，保留满足完全勾勒出内接多边形特征的航路点，保证无人机在航行过程中不会因为距离不合适丢掉下一个航路点或偏离航迹；无人机在实际航行中就按照修正后的航路点进行航行与扫描。4.如权利要求1所述的水天一体智能漂浮物收集系统，其特征在于：所述系统还包括路径设计模块，所述路径设计模块规划所述水面垃圾清理装置的路径设计，所述水面垃圾清理装置的路径设计分两部分规划：考虑自由空间应比船体尺寸位置超出多少的粗规划、和侧重空间较窄时船只定位的细规划。5.如权利要求4所述的水天一体智能漂浮物收集系统，其特征在于：在粗规划中应用蚁群算法，所述粗规划包括以下步骤：进行环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁智，马云霄，邱述昇，姜宇凡，张溯，冯佳炜，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15