基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法与系统，所述方法包括以下步骤：接收用户基于地图数据选择的待清理水域区域；判断所述水域是否为首次清理，并向所述用户终端反馈判断结果，若是，则基于所述水域边界坐标确定待清理区域并规划清理路径；若否，则基于云端服务器存储的历史垃圾清理数据，采用机器学习的方法规划清理路径；垃圾清理船根据所述清理路径进行清理，实时记录垃圾清理数据并发送至云端服务器。本发明专利技术能够实现水面垃圾全面清理的自动化，并且相较于现有技术，清理更具针对性，并且节约了人力物力。

Automatic cleaning method and system for surface refuse based on Cloud Server

The invention discloses an automatic cleaning method and system for water surface garbage based on a cloud server. The method comprises the following steps: receiving a water area to be cleaned selected by a user based on map data; judging whether the water area is first cleaned up; and feeding back the judgment result to the user terminal; if so, basing on the above mentioned The waters boundary coordinates determine the area to be cleaned and plan the cleaning path; if not, the cleaning path is planned by machine learning based on the historical garbage cleaning data stored in the cloud server; the garbage cleaning boat cleans up according to the cleaning path and records the garbage cleaning data in real time and sends it to the cloud server. The invention can realize the automatic comprehensive cleaning of water surface garbage, and has more pertinence and saves manpower and material resources compared with the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法与系统
本专利技术属于水域环保
，尤其涉及一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法和系统。
技术介绍
传统的水面垃圾清扫方式为人工打捞清理，随着自动化技术的发展，国内外出现了一些新型水面垃圾清理技术，如大型自动水面垃圾清理船、遥控式水面垃圾清理船等半自动化设备。其中，大型自动化水面垃圾清理船通过船只驾驶员操纵，清理水面垃圾，相对于传统人工打捞方式有较高的清理效率。遥控式水面垃圾清理船利用NRF通信技术、实时图像传输等技术，实现了人在岸边远程监测控制清理船运行的技术，此种清理船体型较小，成本相对较低，具有一定的实用价值。为了提高清理自动化，技术人员还研发了一种基于机器视觉的垃圾清理船，基于在水面上拍摄的图像进行垃圾识别进而清理。现有的垃圾清理方案存在以下问题：大型自动化水面垃圾清理船和遥控式清理船都需要人工驾驶船只或人工操作，自动化程度不高；多存在同一区域重复清理的问题，清理效率较低；为了实现整个水域的全面清理，目前已有的清理方案大多依靠地毯式扫描“偶遇”垃圾进行清理，清理效率较低；对于使用燃油驱动的水面垃圾清理船而言，其易对水域造成二次污染，且能耗较高，不利于清理船的持久续航。因此，如何实现水面垃圾自动化全面清理的效率，节约人力物力，是本领域技术人员目前迫切解决的技术问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法和系统，该系统基于用户在用户终端上对待清理水域的选择，依赖于水面垃圾的分布规律，并且引入机器学习的方法，根据垃圾的历史清理数据进行路径规划，控制垃圾清理船基于所述路径进行垃圾清理。实现了水面垃圾全面清理的自动化，并且相较于现有技术，清理更具针对性，并且节约了人力物力。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法，包括以下步骤：接收用户基于地图数据选择的待清理水域区域；判断所述水域是否为首次清理，并向所述用户终端反馈判断结果，若是，则基于所述水域边界坐标确定待清理区域并规划清理路径；若否，则基于云端服务器存储的历史垃圾清理数据，采用机器学习的方法规划清理路径；垃圾清理船根据所述清理路径进行清理，实时记录垃圾清理数据并发送至云端服务器。进一步地，所述垃圾清理数据包括每个垃圾清理点的垃圾清理位置、时间和垃圾数量。进一步地，判断所述水域是否为首次清理包括：获取所述待清理水域的边界坐标；根据所述边界坐标和云端服务器存储的历史垃圾清理数据，判断是否是首次清理。进一步地，所述基于所述水域边界坐标确定待清理区域并规划清理路径具体包括：将所述水域边界向内部缩进设定距离得到内边界，水域边界和内边界之间的区域即待清理区域，将待清理区域进行节点化；基于遍历式清理的原则规划清理路径。进一步地，所述基于云端服务器存储的历史垃圾清理数据，采用机器学习的方法规划清理路径具体包括：根据历史垃圾清理数据，获取该水域中的垃圾清理点，基于垃圾数量超过预设阈值的点，根据蚂蚁算法进行路径规划得出一条遍及垃圾聚集区的最短路径并进行存储。进一步地，所述路径每隔一个月重新规划一次。根据本专利技术的第二目的，本专利技术还提供了一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理系统，包括：用户终端，接收用户基于地图数据选择的待清理水域区域；提取所述待清理水域的边界坐标，并发送至云端；接收云端反馈的所述水域是否首次清理的判断结果，若判断结果为是，则基于所述水域边界坐标确定待清理区域并规划清理路径；若判断结果为否，则将所述水域对应的历史清理数据发送至所述用户终端，基于机器学习，根据所述历史清理数据规划清理路径；以及将所述清理路径发送至垃圾清理船；云端服务器，用于接收垃圾清理船发送的垃圾清理数据，以及接收用户终端发送的水域边界坐标，根据所述水域边界坐标和存储的历史清理数据，判断所述水域是否为首次清理，并向所述用户终端反馈判断结果；垃圾清理船，接收清理规划路径，根据所述规划路径对进行清理，实时记录垃圾清理数据并发送至云端服务器。进一步地，所述系统还包括基站收集船，用于垃圾清理船在垃圾舱溢满后倾倒垃圾。根据本专利技术的第三目的，本专利技术还提供了一种用户终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现：接收用户基于地图数据选择的待清理水域区域；提取所述待清理水域的边界坐标，并发送至云端服务器；接收云端服务器反馈的所述水域是否首次清理的判断结果，若判断结果为是，则基于所述水域边界坐标确定待清理区域并规划清理路径；若判断结果为否，则基于云端服务器存储的历史垃圾清理数据，采用机器学习的方法规划清理路径；将规划的清理路径发送至垃圾清理船。根据本专利技术的第四目的，本专利技术还提供了一种云端服务器，接收用户终端发送的待清理水域区域的边界坐标；根据所述边界坐标和云端服务器存储的历史垃圾清理数据，判断是否是首次清理，并将结果反馈至所述用户终端。本专利技术的有益效果1、本专利技术将垃圾清理与收集工作分开，由清理执行机构清扫垃圾，基站收集船储存垃圾，扩展了设备的应用场景，使其可应用于湖泊、河流、近海等多种场景，且执行机构垃圾满仓时自动倾倒，实现了水面垃圾清理收集过程的全自动化。2、本专利技术的清理方法是基于用户在用户终端上指定区域触发，基于所述区域识别水域，然后基于所述区域的历史清理数据，采用机器学习的方法规划清理路径，本专利技术不是基于用户指定位置的单点清理，而是根据水域历史清理数据实现的整个水域的清理。2、本专利技术只需用户在用户终端指定清理区域，清理路径的分析和清理过程全部自动化实现，节省了清理水面垃圾所耗的人力。3、本专利技术考虑了水面垃圾的分布规律，基于历史清理数据进行路径规划，使得清理更具针对性，缩短了单位面积水域的清理路径长短，相较于传统的自动清理方法，提高了清理效率，降低了清理的能耗。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术水面垃圾自动清理系统工作示意图；图2为本专利技术垃圾清理船结构图；图3为本专利技术垃圾清理船部分结构示意图；图4为本专利技术基站收集船示意图。1——垃圾阻拦网，2——船舱，3——垃圾传送装置，4——太阳能电池板，5——传送带驱动电机，6——垃圾收集盒，7——垃圾倾倒轮，8——漏水斜板，9——发电机。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术提供了一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理系统，如图1所示，包括用户终端、云端服务器、垃圾清理船和基站收集船。基于用户终端对待清理区域进行选择，云端服务器将该水域的历史清理发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法，其特征在于，包括以下步骤：接收用户基于地图数据选择的待清理水域区域；判断所述水域是否为首次清理，并向所述用户终端反馈判断结果，若是，则基于所述水域边界坐标确定待清理区域并规划清理路径；若否，则基于云端服务器存储的历史垃圾清理数据，采用机器学习的方法规划清理路径；垃圾清理船根据所述清理路径进行清理，实时记录垃圾清理数据并发送至云端服务器。

【技术特征摘要】
1.一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法，其特征在于，包括以下步骤：接收用户基于地图数据选择的待清理水域区域；判断所述水域是否为首次清理，并向所述用户终端反馈判断结果，若是，则基于所述水域边界坐标确定待清理区域并规划清理路径；若否，则基于云端服务器存储的历史垃圾清理数据，采用机器学习的方法规划清理路径；垃圾清理船根据所述清理路径进行清理，实时记录垃圾清理数据并发送至云端服务器。2.如权利要求1所述的一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法，其特征在于，所述垃圾清理数据包括每个垃圾清理点的垃圾清理位置、时间和垃圾数量。3.如权利要求1所述的一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法，其特征在于，判断所述水域是否为首次清理包括：获取所述待清理水域的边界坐标；根据所述边界坐标和云端服务器存储的历史垃圾清理数据，判断是否是首次清理。4.如权利要求1所述的一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法，其特征在于，所述基于所述水域边界坐标确定待清理区域并规划清理路径具体包括：将所述水域边界向内部缩进设定距离得到内边界，水域边界和内边界之间的区域即待清理区域，将待清理区域进行节点化；基于遍历式清理的原则规划清理路径。5.如权利要求1所述的一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法，其特征在于，所述基于云端服务器存储的历史垃圾清理数据，采用机器学习的方法规划清理路径具体包括：根据历史垃圾清理数据，获取该水域中的垃圾清理点，基于垃圾数量超过预设阈值的点，根据蚂蚁算法进行路径规划得出一条遍及垃圾聚集区的最短路径并进行存储。6.如权利要求5所述的一种基于云端服务器的水面垃圾自动清理方法，其特征在于，所述路径每隔一个月重新规划一次。7.一种基于云端服务器的水面...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏柳桢，周航，郝明晟，王立志，张文丽，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37