一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统，属于河道垃圾清理技术领域，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；实现对河道垃圾的智能化清理，使得河道垃圾的清理更加的快捷和安全。使得河道垃圾的清理更加的快捷和安全。使得河道垃圾的清理更加的快捷和安全。

【技术实现步骤摘要】
一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统


[0001]本专利技术属于河道垃圾清理
，具体是一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统。

技术介绍

[0002]在城乡的河道水面上都会漂浮着蔬菜叶、塑料袋、饮料瓶、树枝树叶、包装盒、衣物等垃圾，水面上这些垃圾有人为的，也有自然界风雨等因素所产生的。这些垃圾会对河道环境和水质产生极大的影响。为了河道环境的美观和水体清洁，需要把河道中的这些垃圾进行清理；但是在河道中清理垃圾时，多数采用人工打捞的方式，不仅成本高而且效率低下，工人还时常面临落水的危险，因此目前需要一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统，用于解决河道垃圾清理的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述方案存在的问题，本专利技术提供了一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统，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，pi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
不小于最大类别半径时，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。
[0005]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类别半径时，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。
[0006]进一步地，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。
[0007]进一步地，垃圾识别模块的工作方法包括：获取垃圾清理区域图像，在垃圾清理区域图像中建立网格图，对每个网格对应的垃圾清理区域图像进行编号；根据网格图中的网格对垃圾清理区域图像进行分割，获得若干个分割图像；获取河道无垃圾时的水面图像，对获取的水面图像进行尺寸处理，将处理后的图像标记为标准图像；计算所有分割图像与标准图像之间的相似度，判断计算的相似度值是否满足相似度要求，当判断计算的相似度值满足相似度要求时，将对应的分割图像标记为正常图像；当判断计算的相似度值不满足相似度要求时，将对应的分割图像标记为垃圾图像，并获取垃圾图像对应的坐标区域。
[0008]进一步地，获取垃圾清理区域图像的方法包括：识别垃圾清理区域的边界坐标，将获取的垃圾清理区域边界坐标输入到外界图像采集装置中，通过外界图像采集装置对垃圾清理区域进行图像采集，识别采集图像中的坐标边界，根据识别的坐标边界对采集图像进行分割，获得垃圾清理区域图像。
[0009]进一步地，网格图中每个网格的尺寸相同。
[0010]进一步地，回收分类模块的工作方法包括：获取回收垃圾的检测图像，训练深度学习神经网络，通过深度学习神经网络对第一检测图像进行处理，获得检测结果，当检测结果为匹配时，生成第一控制信号，将对应的
回收垃圾送入回收区；当检测结果为不匹配时，生成第二控制信号，将对应的回收垃圾送入非回收区。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：实现对河道垃圾的智能化清理，大大的解放了人力资源，使得河道垃圾的清理更加的快捷和安全；通过设置区域划分模块，方便操作人员划分垃圾清理区域，并为后续的垃圾识别提供数据支持；通过设置分割图像，并计算分割图像与标准图像之间的相似度，便于快速识别垃圾的位置，并方便后续对河道垃圾清理路线的规划。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本专利技术原理框图。
具体实施方式
[0014]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]如图1所示，一种智能识别河道垃圾并进行分类收集的无人船系统，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；所述区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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
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点，pi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
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不小于最大类别半径时，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中确定聚类的方法包括：当类别半径L
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等于最大合并半径时，完成中心点合并；当类别半径L
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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类别半径时，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张友德，张艳，钱益武，何建军，戴曹培，王清泉，黄鸿飞，
申请(专利权)人：安徽新宇环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：