[发明专利]小型水面清污无人艇及其控制方法、定位方法

说明书

本发明属于水域环境保护技术领域，具体涉及小型水面清污无人艇及其控制方法、定位方法。小型水面清污无人艇包括：用于垃圾收集的垃圾收集舱；所述垃圾收集舱包括固体垃圾收集舱和藻类垃圾处理舱；用于感知自身位置的感知装置；所述感知装置包括深度摄像头、激光雷达和UWB定位标签；用于控制船体运动的控制装置；所述控制装置包括运动控制器和主控制器；用于提供动力的推进装置；所述推进装置包括位于船尾的若干个水下推进器，用于负责船体前进转向的动力。本发明具有能够适用于中小型水池，并且能高效地清理水上浮游生物的特点。

技术领域

本发明属于水域环境保护技术领域，具体涉及小型水面清污无人艇及其控制方法、定位方法。

背景技术

目前，水上垃圾不能自然稀释降解，只能以拦截打捞的方式清理。而利用无人艇清理水上垃圾比人工打捞更高效便捷，有助于解放劳动力。目前各公司生产了多款专用的水上清污无人船，不过这些无人船多用于大型的湖泊，很少考虑中小型水池的清理。此外，这些无人船多具有收集垃圾，清理水草等功能但很少考虑到水中浮游生物(如藻类)的清理。

因此，设计一种能够适用于中小型水池，并且能高效地清理水上浮游生物的小型水面清污无人艇及其控制方法、定位方法，就显得十分必要。

例如，申请号为CN202010247698.2的中国专利文献描述的一种水域清污装置、系统及方法，包括岸基监测系统、多艘无人艇和打捞网，岸基监测系统用于接收无人艇传输的图像信息和位置信息，通过图像融合技术和目标识别技术辨识出无人艇前方水面的污染区域信息，并控制无人艇对污染区域进行清污；无人艇包括船体以及设置在船体上的控制模块、通信模块、动力模块、定位模块和监测模块。虽然通过多艘无人艇协同清污，能够提高清污效率；通过打捞网的特殊结构设计，能够实现水面垃圾的全方位清理，避免造成垃圾的遗漏；过岸基监测系统根据无人艇发送的图像信息发出航向指令，提高了清污系统的自动化程度，无需人为操作，节约了人力物力，但是其缺点在于，需要多艘无人艇实现水面垃圾的全方位清理，成本过高，且整体系统并不适用于中小型水池。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，现有水上清污无人船不适用于中小型水池，且无法高效地清理水上浮游生物的问题，提供了一种能够适用于中小型水池，并且能高效地清理水上浮游生物的小型水面清污无人艇及其控制方法、定位方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

小型水面清污无人艇，包括：

用于垃圾收集的垃圾收集舱；所述垃圾收集舱位于船体中心；所述垃圾收集舱包括固体垃圾收集舱和藻类垃圾处理舱；

用于感知自身位置的感知装置；所述感知装置位于船头上层；所述感知装置包括深度摄像头、激光雷达和UWB定位标签；

用于控制船体运动的控制装置；所述控制装置位于船头下层；所述控制装置包括运动控制器和主控制器；所述运动控制器用于检测航线、航速、船身倾角，并驱动电机；所述主控制器用于连接深度摄像头、激光雷达和UWB定位标签，并用于处理信息和传输信息；

用于提供动力的推进装置；所述推进装置包括位于船尾的若干个水下推进器，用于负责船体前进转向的动力。

作为优选，小型水面清污无人艇还包括UWB定位系统；所述UWB定位系统包括微控制模块和上位机定位模块；所述微控制模块包括至少四个基站；每个基站的位置固定，且每个基站之间的距离不超过200米；所述上位机定位模块用于设置巡航轨迹。

作为优选，所述基站和UWB定位标签均包括天线、与天线电连接的电路板、设于电路板上的微控制器、UWB定位模块和时钟模块。

作为优选，还包括活动式舱门；所述活动式舱门位于垃圾收集舱前侧。

作为优选，所述固体垃圾收集舱和藻类垃圾处理舱之间设有隔网；所述藻类垃圾处理舱的出水处设有微滤膜。