[发明专利]一种水上定点巡航定位污染源的系统及方法

说明书

本发明提出了一种水上定点巡航定位的污染源的系统及方法。本发明系统包括远程终端、第一无线通信模块、第二无线通信模块、水上机器人、卫星定位模块以及多个污染源检测传感器。本发明方法中远程终端根据河道电子地图对水上机器人进行路径规划，标记重点检测污染源点，远程终端将规划后路径通过无线通信方式传输至水上机器人；水上机器人根据规划后路径进行河道的定点巡航，通过水质检测得到K种污染源浓度；水上机器人将污染源浓度与污染源浓度阈值比较，若污染源浓度大于污染源浓度阈值则将污染源实际位置和污染源浓度通过无线通信方式发送至远程终端，否则水上机器人继续保持原航道航行。本发明检测精度高及自动化程度高。

技术领域

本发明属于水污染检测领域，特别涉及一种水上定点巡航定位的污染源的系 统及方法。

背景技术

我国现阶段水质检测的问题在于检测、治理技术落后，自动化水平跟不上污 染治理的需求。现阶段污水处理厂操作人员知识水平、工作经验不能适应大面积 水域的在线监测与运行管理。环境污染检测的设备依赖进口，无法得到及时维修， 这在很大程度上造成了污染的严重化。

水污染源检测的智能化水平极低。发现和治理污水都要人到现场，无法做到 水质的实时检测。主要有实验室监测、自动监测站监测和移动监测3种。其中实 验室监测需要人工到现场采样，监测周期长、劳动强度大；自动监测站监测则需 要在监测地点建立监测站，使用配套仪器，成本极高；移动监测需要专门的检测 车辆，并携带大量设备，成本和工作量较大。针对污染比较严重的一些浅滩、 沼泽等水域，传统的移动监测设备无法满足实际测量的需要。

发明内容

为了解决当前水污染检测工作量大，自动化程度低，监测周期长，检测成本 高且不精确等问题，本发明提出了一种水上定点巡航定位污染源的系统及方法。

本发明系统的技术方案为一种水上定点巡航定位污染源的系统，其特征在于， 包括：远程终端、第一无线通信模块、第二无线通信模块、水上机器人、卫星定 位模块、第一污染源检测传感器、第二污染源检测传感器、...、第K污染源检 测传感器，K>0；

所述远程终端与第一无线通信模块通过导线连接；所述第一无线通信模块与 所述第二无线通信模块通过无线方式连接；所述第二无线通信模块与所述水上机 器人通过导线连接；所述水上机器人与所述第一污染源检测传感器通过导线连接； 所述水上机器人与所述第二污染源检测传感器通过导线连接；...；所述水上机 器人与所述第K污染源检测传感器通过导线连接；所述水上机器人与所述卫星定 位模块通过导线连接。

本发明方法的技术方案为一种水上定点巡航定位污染源的方法，具体包括以 下步骤：

步骤1：远程终端根据河道电子地图对水上机器人进行路径规划，标记重点 检测污染源点，远程终端将规划后路径通过无线通信方式传输至水上机器人；

步骤2：水上机器人根据规划后路径进行河道的定点巡航，通过水质检测得 到K种污染源浓度；

步骤3：水上机器人将污染源浓度与污染源浓度阈值比较，若污染源浓度大 于污染源浓度阈值则将污染源实际位置和污染源浓度通过无线通信方式发送至 远程终端，否则水上机器人继续保持原航道航行；

作为优选，远程终端将步骤1中所述河道电子地图等效为二维矢量地图；

步骤1中所述路径规划为根据二维矢量地图设置水上机器人航行的路径：

{(X₁,Y₁),(X₂,Y₂),...,(X_N,Y_N)}

其中，(X_i,Y_i)i∈[1,N]为二维矢量地图上第i个规划后路径坐标点，N为路 径规划的坐标点数量；