一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇制造技术

本发明专利技术公开一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇，包括主艇体及上层建筑、智能控制系统、动力与能源系统、推进及操纵系统、基于双目视觉的清洁系统和外部监测系统。通过自主编写的优化软件确立艇型参数；智能控制系统以单片机为核心控制器；锂聚合物电池和太阳能电池板为艇体供电，实现清洁艇的推进及差速转向；基于双目视觉的清洁系统包括双目摄像头、垃圾清洁装置、机械手臂，获取水面漂浮物的三维信息，进而规划航行路径，并通过机械手臂实现单个漂浮物的清理；外部监测系统包括风向‑风速、温度和PH、水浊度传感器、摄像头、GPS和超声波模块，获得航行水域的多重信息数据。通过上述组成部分，本发明专利技术实现特定水域的智能清洁和信息监测。

An intelligent solar cleaning boat based on binocular vision

【技术实现步骤摘要】
一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇
本专利技术涉及一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇，属于船舶工程

技术介绍
随着经济的发展，工业的进步，随之而来的是环境的破坏。现如今，能源危机日益凸显，而水面漂浮物污染却越发严重，在一些小型湖泊或者河流中，往往存在着树叶、塑料瓶和废纸等漂浮物。在我国，对人工湖、水库、小型河道的垃圾清理目前仍多以人工清理为主，效率较低。水面智能清洁无人船相比于人工清洁，降低了风险系数、减少了人力投入、提高了工作效率，但目前清洁船大多面向大规模水域或海域。目前现有的垃圾清洁无人船多使用人工规划的行驶路线进行清理，或使用成本较高的激光雷达等传感器，较少涉及结合双目视觉的导航方法。其大都采用母型船改造法，对艇型及性能的优化涉及较少。且目前清洁船同时拥有外部监测功能且实时反馈的情况也很少。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决人工清洁风险大、资金投入大、工作效率低的问题，提出一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇，可实现小规模水域内的垃圾自动识别与清理及监测功能。为达到上述目的，本专利技术通过以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇，包括主艇体(1)及上层建筑(4)，智能控制系统、动力与能源系统、推进及操纵系统、基于双目视觉的清洁系统和外部监测系统，其特征在于：所述主艇体(1)包含位于两侧对称布置的两个片体(2)及连接桥(3)，所述片体(2)的断截面形状是从艇艏部向艉部方向，依顺呈深V型到浅V型到中部呈U型，最后过渡到尾部浅U型；其中主艇体(1)总长L＝3-30m，片体(2)长宽比为8.1-11.2，片体(2)间距与片体(2)宽度的比值为1：2.6-4，吃水与片体(2)长度比值为1：0.031-0.032，片体(2)方形系数Cb＝0.45-0.53；所述上层建筑(4)从上往下分为四层...

【技术特征摘要】
1.一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇，包括主艇体(1)及上层建筑(4)，智能控制系统、动力与能源系统、推进及操纵系统、基于双目视觉的清洁系统和外部监测系统，其特征在于：所述主艇体(1)包含位于两侧对称布置的两个片体(2)及连接桥(3)，所述片体(2)的断截面形状是从艇艏部向艉部方向，依顺呈深V型到浅V型到中部呈U型，最后过渡到尾部浅U型；其中主艇体(1)总长L＝3-30m，片体(2)长宽比为8.1-11.2，片体(2)间距与片体(2)宽度的比值为1：2.6-4，吃水与片体(2)长度比值为1：0.031-0.032，片体(2)方形系数Cb＝0.45-0.53；所述上层建筑(4)从上往下分为四层，分别为顶层，第二层，第三层，底层，上层建筑(4)高度为0.9-9m；所述智能控制系统用于实现清洁艇的推进操纵、清洁及监测；所述动力与能源系统用于艇体供电，以延长清洁艇的续航时间；所述推进及操纵系统用于实现清洁艇的推进及操纵；所述基于双目视觉的清洁系统用于获取水面漂浮物的三维信息，实现水面及水下目标的定点投放及抓取；所述外部监测系统用于实时获得航行水域的多重信息数据。


2.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇，其特征在于：所述智能控制系统包含布置在主艇体(1)的连接桥(3)上的单片机控制芯片(13)及无线串口模块(14)，其中单片机控制芯片(13)上连接有推进及操纵系统、基于双目视觉的清洁系统和外部监测系统；外部监测系统获取外部环境信息，经无线串口模块(14)进行信息的传输和处理分析后发出相应指令，驱使推进及操纵系统、基于双目视觉的清洁系统进行相关作业。


3.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇，其特征在于：所述动力与能源系统包括锂聚合物电池(12)和太阳能电池板(11)，锂聚合物电池(12)，安置在主艇体(1)的连接桥(3)上；上层建筑(4)第二层水平安置有总面积达0.203-20.34平方米的太阳能电池板(11)，太阳能电池板(11)将收集到的太阳能经过稳压器稳压，储存在锂聚合物电池(12)中，或者其所产生的电能直接供给清洁艇上负载，以实现延长续航时间。


4.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的太阳能智能清洁艇，其特征在于：所述推进及操纵系统包括电机驱动器(10)、直流有刷电机(5)、万向节联轴器(6)、钢轴(7)、轴套(8)和螺旋桨(9)，所述电机驱动器(10)安置在主艇体(1)的连接桥(3)上，电机驱动器(10)输入端连接锂聚合物电池(12)，电机驱动器(10)输出端连接单片机控制芯片(13)，另外一端连接直流有刷电机(5)；电机驱动器(10)负责响应单片机控制芯片(13)的控制信号，同时电机驱动器(10)还负责将锂聚合物电池(12)的12v电降压成5v供给艇载模块使用；所述直流有刷电机(5)、万向节联轴器(6)安置在片体(2)内的后部，所述钢轴(7)和轴套(8)从片体(2)内部穿到片体(2)的底部，钢轴(7)的一端与直流有刷电机(5)通过万向节联轴器(6)相连接，另一端通过轴套(8)伸出艇外；所述螺旋桨(9)活动连接在钢轴(7)伸出艇外的端，通过直流有刷电机(5)转动由钢轴(7)带动螺旋桨(9)转动实现清洁艇的推进，通过电机驱动器(10)与单片机控制芯片(13)连接并且接受控...

【专利技术属性】
技术研发人员：施妍，杨松林，郑昊然，汤旸，柯维顺，程占元，刘玉冰，张杰，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32