[发明专利]一种用于内河环境监测的无人船系统

说明书

本发明涉及一种用于内河环境监测的无人船系统，包括无人船模块、智能码头模块和上位机，所述无人船模块设于无人船上，并通过智能码头模块与上位机相互通信，所述智能码头模块设于无人船停靠的码头处，无人船模块根据上位机中设置的航线与水质检测任务，自主完成规定路径避障巡航、水质检测，以及返航至码头，并将自身工作状态信息自主上传到智能码头模块中，智能码头模块对返航后的无人船模块进行自主充电、故障检查，同时上位机实时查询智能码头模块中无人船当前工作状态信息。与现有技术相比，本发明能够有效、快速对目标水域水质信息进行采集，无需人员操作实现无人化的水环境监测管理，节省大量人力物力的同时提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及内河环境监测管理领域，尤其是涉及一种用于内河环境监测的无人船系统。

背景技术

我国湖泊、河流众多，洪涝灾害和水质污染成为了困扰经济发展和社会生活的一个难题。由于监管不到位，一些企业非法将污染物排入水源当中，内河水域的环境压力日益严峻。2016年12月，中国中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于全面推行河长制的意见》，更加明确了各级政府的水环境质量责任，进一步提高了对内河水域环境保护的标准和要求并要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。目前，目前对水域资源的环境监测大多采用重点污染源在线监控设备采集和人工采集的方式，常依赖人工划船进入水域采集水样再到岸上分析检测，而对于复杂多变的水体环境危险性未知，造成很大部分水域人工也无法驾船驶入进行采集水样。因而这种方式的弊端是不够灵活，需要耗费大量的人力和物力且执行效率低下，人工水质监测存在很大难度。综上所述，还没有能克服以上缺点以满足内河环境监测需求的有效解决方法。

发明内容

本发明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内河环境监测的无人船系统，能有效地对目标水域进行环境监测，操作方便灵活，执行效率高，弥补现有的人工监测的不足。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于内河环境监测的无人船系统，包括无人船模块、智能码头模块和上位机，所述无人船模块设于无人船上，并通过智能码头模块与上位机相互通信，所述智能码头模块设于无人船停靠的码头处，无人船模块根据上位机中设置的航线与水质检测任务，自主完成规定路径避障巡航、水质检测，以及返航至码头，并将自身工作状态信息自主上传到智能码头模块中，智能码头模块对返航后的无人船模块进行自主充电、故障检查，同时上位机实时查询智能码头模块中无人船当前工作状态信息。

所述无人船模块包括船控单元、应用系统控制器、运动摄像机、深度摄像机、水质指标检测装置、位置姿态检测装置、船体无线通讯装置、巡航单元和蓄电池单元，所述船控单元分别连接应用系统控制器、位置姿态检测装置、船体无线通讯装置和巡航单元，所述运动摄像机、深度摄像机、水质指标检测装置分别连接应用系统控制器，所述蓄电池单元为其他单元提供工作电源；

运动摄像机对目标水域周围环境进行拍摄图像与视频并上传至应用系统控制器，深度摄像机对无人船前方环境进行拍摄图像并上传至应用系统控制器，应用系统控制器识别深度摄像机拍摄图像内的障碍物位置，水质指标检测装置用于采集目标水域的水样，以及检测得到水质指标数据并上传至应用系统控制器，位置姿态检测装置获取无人船当前位置信息和姿态信息，并传输给船控单元；

船控单元通过船体无线通讯装置接收智能码头模块转发的上位机中设置的航线与水质检测任务，船控单元将无人船当前位置信息、姿态信息与设置的航线进行对比，控制巡航单元按照设置的航线自动航行至目的地，航行时船控单元根据应用系统控制器识别的障碍物位置实时控制巡航单元的转向进行避障，船控单元根据水质检测任务通过应用系统控制器控制水质指标检测装置工作，船控单元还将无人船当前位置信息、姿态信息通过船体无线通讯装置上传至智能码头模块；