一种用于协同海面铅离子污染源监测的无人船制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于协同海面铅离子污染源监测的无人船，包括船体，船体外围包裹有充气垫圈，充气垫圈上与船体尾部包裹位置处设有彼此对称的充气阀，船体的正面顶部上设有不规则圆形凸台结构，凸台结构内内置有微控制器，凸台结构尾部一体成型有彼此对称呈设定角度设置的延伸翼，延伸翼内内置有用于传输信号的无线收发器，船体的尾部还设置有多个用于控制航行的螺旋桨，船体的底部上还设置有水样采集装置，内部使用铅离子电极检测仪检测样本中铅离子的含量。船体内部还设置有电池和GPRS定位单元，铅离子电极检测仪、GPRS定位单元、无线收发器和电池分别与微控制器相连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具铅污染源定位准确，成本低操作简单等优点。

A kind of unmanned vessel for monitoring the lead ion pollution sources in the sea

【技术实现步骤摘要】
一种用于协同海面铅离子污染源监测的无人船
本技术涉及海面污染源智能定位
，尤其是涉及一种用于协同海面铅离子污染源监测的无人船。
技术介绍
当水域中有铅污染源存在时，污染源会释放污染物质并随水流扩散传播。铅物质浓度是一种信息，除了浓度信息，探测到的位置、单位时间内的探测次数等信息都可能成为化学污染源预测的线索，被称为“信息素”。这些信息素可以被监测并被利用来进行释放源头的搜索和定位。无人船的探索过程可以被认为是获得关于源位置信息的过程。信息熵起到了类似化学浓度趋向方法中的浓度作用。信息熵方法的策略是局部地最大化期待的信息增益。通过比较所预测的信息增益使探寻者始终朝向最大信息增益的方向移动。通过移动过程中所获得的信息不断地降低源位置概率的不确定性，直到定位到源位置。基于获得的信息素在一个宏观的复杂环境范围内寻找信息源是一项挑战。同时，不同类型的污染源所发出的信息素是不一样的，有的随水扩散，并呈现出明显的浓度梯度特性，如液态化学污染物的排放。而油脂类的污染排放物在最初呈现急速的扩散状态。在达到一定扩散程度后则形成均匀的油膜随水漂移。有些污染源则发出零星的信息素，随水流传播，如固体垃圾倾倒。污染信息素传播过程中所处的环境对其形态也有较大影响。平缓流动的水流使得信息素呈现较好的连续特性。而湍流则可能将信息素打碎，并形成局部不规则的离散信息素。污染源的排放形式也对水域中的污染信息场的形成产生较大影响。比如，污染排放有连续的单点排放、多点排放、瞬时排放、随机排放等形式。这使得污染物浓度场不连续、不规则，给污染源的监测带来困难。这些因素使得信息素可能会呈现不规则和不连续的浓度分布，从而使化学浓度趋向搜索方法在复杂环境中变得不可靠。机器人可能由于局部的信息紊乱而失去追踪目标，也可能由于较大的信号噪声比使得浓度监测不准确，或陷入局部浓度极值而产生错判。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于协同海面铅离子污染源监测的无人船。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于协同海面铅离子污染源监测的无人船，包括船体，所述船体外围包裹有充气垫圈，所述充气垫圈上与所述船体尾部包裹位置处设有彼此对称的充气阀，所述船体的正面顶部上设有不规则圆形凸台结构，所述凸台结构内内置有微控制器，所述凸台结构的尾部一体成型有彼此对称呈设定角度设置的延伸翼，所述延伸翼内内置有用于传输信号的无线收发器，所述船体的尾部还设置有多个用于控制航行的螺旋桨，所述船体的底部上还设置水样采集装置，其内部使用铅离子电极检测仪检测样本中铅离子的含量，所述船体内部还设置有电池和GPRS定位单元，所述铅离子电极检测仪、所述GPRS定位单元、所述无线收发器和所述电池均与所述微控制器相连接。进一步地，所述的船体的头部呈锥体状。进一步地，所述船体底部表面上还一体成型设有多条用于减小水面阻力的三角状凸起。进一步地，所述船体尾部位于彼此对称的所述充气阀之间位置处还设置有充电模块，所述充电模块上的中心位置处设有用于引导充电安装的滑槽。进一步地，所述微控制器采用ARM系列微控制器。进一步地，所述螺旋桨的叶片形状为扇形。本技术技术方案中的所述的用于协同海面铅离子污染源监测的无人船，当将多搜该无人船进行协同监测时，采用的方法为N-PSO信息熵算法。与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)获得更好的空间分布，本技术的无人船能够随机的或以一定规律分散在环境空间中，从而获得更多的环境信息避免陷入局部最优，获得更好的空间分布，形成对铅离子的完整探测。(2)用多个本技术中的无人船组成探测系统通过相互间的数据融合和信息共享获得更好的鲁棒性，通过信息冗余获得更好的容错性。例如，通过位置信息的交换获得更好地定位效果，对于铅离子的污染源头的定位效果更好。(3)用多个本技术中的无人船组成探测系统可以有更低的成本。使用一定数量的简单、廉价的无人船协作可以比使用一个复杂、昂贵的单无人船检测更好的完成任务。附图说明为了进一步阐明本技术的各实施例的以上和其他优点和特征，将参考附图来呈现本技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。并且，附图中示出的各个部分的相对位置和大小是示例性的，而不应当被理解成各个部分之间唯一确定的位置或尺寸关系。图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的局部结构后视图；图3为本技术的局部结构仰视图；图4为本技术的局部结构俯视图；图5为本技术的构建局部地图场地示意图；图6为本技术的工作流程示意图，其中图6(a)为初始图，图6(b)为变化图1，图6(c)为变化图2；图7为本技术的内部构造第一视角示意图；图8为本技术的内部构造第二视角示意图；图9为本技术的内部构造第三视角示意图；图10为本技术的内部构造第四视角示意图；图11为本技术的内部构造第五视角示意图；图12为本技术的内部构造剖面示意图；图中，1为船体；2为充气垫圈；3为充气阀；4为凸台结构；5为延伸翼；6为水样采集装置；7为螺旋桨；8为三角状凸起；9为充电模块；10为铅离子电极检测仪；11为GPRS定位单元。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本技术保护的范围。实施例如图1、图2、图3、图4、图7～图12所示根据本技术用于协同海面铅离子污染源监测的无人船的整体、各个视角局部及内部结构的结构示意图，包括船体1，其头部呈锥体状，其底部表面上还一体成型设有多条用于减小水面阻力的三角状凸起8，船体1外围包裹有充气垫圈2，充气垫圈2上与船体1尾部包裹位置处设有彼此对称的充气阀3，船体1尾部位于彼此对称的充气阀3之间位置处还设置有充电模块9，充电模块9上的中心位置处设有用于引导充电安装的滑槽，船体1的正面顶部上设有不规则圆形凸台结构4，凸台结构4内内置有微控制器，微控制器采用ARM系列微控制器，凸台结构4的尾部一体成型有彼此对称呈设定角度设置的延伸翼5，延伸翼5内内置有用于传输信号的无线收发器，船体1的尾部还设置有多个用于控制航行的螺旋桨7，船体1的底部上还设置有水样采集装置6，内部使用铅离子电极检测仪10检测样本中铅离子的含量，船体1内部还设置有电池和GPRS定位单元11，铅离子电极检测仪10、GPRS定位单元11、无线收发器和电池均与微控制器相连接。以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于协同海面铅离子污染源监测的无人船，其特征在于，包括船体(1)，所述船体(1)外围包裹有充气垫圈(2)，所述充气垫圈(2)上与所述船体(1)尾部包裹位置处设有彼此对称的充气阀(3)，所述船体(1)的正面顶部上设有不规则圆形凸台结构(4)，所述凸台结构(4)内内置有微控制器，所述凸台结构(4)的尾部一体成型有彼此对称呈设定角度设置的延伸翼(5)，所述延伸翼(5)内内置有用于传输信号的无线收发器，所述船体(1)的尾部还设置有多个用于控制航行的螺旋桨(7)，所述船体(1)的底部上还设置水样采集装置(6)，其内部使用铅离子电极检测仪检测样本中铅离子的含量，所述船体(1)内部还设置有电池和GPRS定位单元，所述铅离子电极检测仪(10)、所述GPRS定位单元(11)、所述无线收发器和所述电池均与所述微控制器相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于协同海面铅离子污染源监测的无人船，其特征在于，包括船体(1)，所述船体(1)外围包裹有充气垫圈(2)，所述充气垫圈(2)上与所述船体(1)尾部包裹位置处设有彼此对称的充气阀(3)，所述船体(1)的正面顶部上设有不规则圆形凸台结构(4)，所述凸台结构(4)内内置有微控制器，所述凸台结构(4)的尾部一体成型有彼此对称呈设定角度设置的延伸翼(5)，所述延伸翼(5)内内置有用于传输信号的无线收发器，所述船体(1)的尾部还设置有多个用于控制航行的螺旋桨(7)，所述船体(1)的底部上还设置水样采集装置(6)，其内部使用铅离子电极检测仪检测样本中铅离子的含量，所述船体(1)内部还设置有电池和GPRS定位单元，所述铅离子电极检测仪(10)、所述GPRS定位单元(11)、所述无线收发器和所述电池均与所述微控制器相连接。


2.根据权利要求1所述的一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄孝慈，陈洋，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：上海;31