[发明专利]水面溢油跟踪方法、水面溢油跟踪装置及电子设备

权利要求书

1.一种水面溢油跟踪方法，其特征在于，所述水面溢油跟踪方法包括：

获取两艘以上无人船采集到的同一水面的溢油信息，其中，所述溢油信息包括溢油浓度、溢油浓度的梯度和溢油浓度的散度；

基于所述两艘以上无人船采集到的同一水面的溢油信息，协同计算所述水面的溢油扩散对流参数，其中，所述溢油扩散对流参数包括扩散系数和对流速度；

基于所述水面的溢油扩散对流参数，以及，所述两艘以上无人船中各艘无人船所在的位置信息，确定所述各艘无人船的速度矢量；

基于所述各艘无人船的速度矢量，控制所述各艘无人船协同跟踪所述水面上的溢油锋线。

2.根据权利要求1所述的水面溢油跟踪方法，其特征在于，所述协同计算所述水面的溢油扩散对流参数，包括：

根据预设的第一公式，计算所述水面的溢油扩散对流参数，其中，所述第一公式为：

其中，i＝1,2,…,n，所述n表示无人船的数量，对于无人船i，所述c_i表示溢油浓度的实测值，所述表示溢油浓度的梯度，所述表示溢油浓度的散度，所述表示溢油浓度的计算值，所述表示扩散系数的计算值，所述表示对流速度的计算值，所述表示溢油浓度的一阶导数，所述表示对流速度的一阶导数，所述表示扩散系数的一阶导数，所述α₁，α₂和α₃均大于0。

3.根据权利要求1所述的水面溢油跟踪方法，其特征在于，所述协同计算所述水面的溢油扩散对流参数，包括：

根据预设的第二公式，计算所述水面的溢油扩散对流参数，其中，所述第二公式为：

其中，i＝1,2,…,n，所述n表示无人船的数量，对应于无人船i，所述c_i表示溢油浓度的实测值，所述表示溢油浓度的梯度，所述表示溢油浓度的散度，所述表示溢油浓度的计算值，所述表示扩散系数的计算值，所述表示对流速度的计算值，所述表示溢油浓度的一阶导数，所述表示对流速度的一阶导数，所述表示扩散系数的一阶导数，所述α₁，α₂和α₃均大于0，所述表示无人船j得到的对流速度的计算值，所述表示无人船j得到的扩散系数的计算值。

4.根据权利要求1所述的水面溢油跟踪方法，其特征在于，所述协同计算所述水面的溢油扩散对流参数，包括：

根据预设的第三公式，计算所述水面的溢油扩散对流参数，其中，所述第三公式为：

其中，i＝1,2,…,n，所述n表示无人船的数量，对应于无人船i，所述c_i表示溢油浓度的实测值，所述表示溢油浓度的梯度，所述表示溢油浓度的散度，所述表示溢油浓度的计算值，所述表示扩散系数的计算值，所述表示对流速度的计算值，所述表示溢油浓度的一阶导数，所述表示对流速度的一阶导数，所述表示扩散系数的一阶导数，所述α₁，α₂，α₃，α₄和α₅均大于0，所述表示无人船j得到的对流速度的计算值，所述表示无人船j得到的扩散系数的计算值，所述表示所在的有界集合上的投影，所述表示所在的有界集合上的投影。

5.根据权利要求1至4任一项所述的水面溢油跟踪方法，其特征在于，所述基于所述水面的溢油扩散对流参数，以及，所述两艘以上无人船中各艘无人船所在的位置信息，确定所述各艘无人船的速度矢量，包括：

将所述水面的溢油扩散对流参数，以及，所述两艘以上无人船中各艘无人船所在的位置信息，输入预设的状态观测器和运动控制器，输出所述各艘无人船移动所需的速度矢量，所述状态观测器和运动控制器的分布式算法方程为：

其中，所述表示无人船i移动所需的速度方向，所述u_i表示无人船i移动所需的速度大小，所述表示无人船i所在的位置信息的计算值，所述表示无人船i所在的位置信息的实际值，所述c₀表示所述水面的溢油锋线的溢油浓度，所述g_2i表示观测补偿项，所述g_4i表示运动控制项，所述g_6i表示位置反馈控制项。