[发明专利]水质监测智能小船的自动驾驶方法及其系统

权利要求书

1.水质监测智能小船的驾驶方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)小船上的雷达对周边环境实时进行探测，并传输至控制计算机；

(2)控制计算机对雷达接收到的探测信息进行筛选，确定雷达接收到的探测信息为有效目标信号后，控制计算机确定雷达探测到的有效目标在像素坐标下存在的区域；同时，控制计算机驱动网络摄像机启用视觉检测；

(3)对网络摄像机拍摄到的图像进行视觉检测，进一步确定小船前方是否存在有效目标，如果存在有效目标则通过视觉检测确定有效目标在像素坐标系下的区域；

(4)在像素坐标系下，比较雷达探测到的目标区域与视觉检测到的目标区域的重合情况，若重复值达到阈值，就判定探测信息准确，实施避障；若低于阈值，就判断为信息失准，随后判断雷达信号发出的纵向信号是否低于预警值，若低于预警值，则小船保持前行，若高于预警值，则实施避障。

2.根据权利要求1所述的水质监测智能小船的驾驶方法，其特征在于：步骤(2)中所述的对雷达接收到的探测信息进行筛选具体包括以下步骤：

(i)控制计算机判断雷达的信噪比是否在阈值之内，若信噪比不在阈值之内，则控制计算机过滤信息，若信噪比在阈值之内，则进入步骤(ii)；

(ii)核心计算机根据雷达实时的探测信息判断目标是否为接近状态，若目标为非接近状态，则控制计算机过滤信息，若目标为接近状态，则雷达进行连续探测，当雷达在连续进行探测的过程中成功接收到探测信息的次数未达到预定值，即雷达在连续进行探测的过程中成功接收到探测信息的次数未达到预定值时，雷达初始化重新进行探测；当雷达在连续进行探测的过程中成功接收到探测信息的次数达到预定值时，控制计算机输出目标信息。

3.根据权利要求2所述的水质监测智能小船的驾驶方法，其特征在于：所述控制计算机输出目标信息后判断雷达在连续进行探测的过程中连续丢失探测信息的次数是否超出预定值，即雷达在连续进行探测的过程中连续丢失探测信息的次数是否超出预定值，若雷达在连续进行探测的过程中连续丢失探测信息的次数超出预定值，则控制计算机重置雷达在连续进行探测的过程中成功接收到探测信息的次数＝0，控制计算机过滤信息，若雷达在连续进行探测的过程中连续丢失探测信息的次数未超出预定值，则比较在像素坐标系下雷达探测到的目标区域与视觉检测到的目标区域的重合情况。

4.根据权利要求1所述的水质监测智能小船的驾驶方法，其特征在于：该方法还包括对小船进行路径规划，所述路径规划包括以下步骤：

(a)控制计算机调用地图软件信息，获取将要航行水域的先验地图，在起点和终点的水域中选取若干点，作为阶段性目标点；

(b)读取地图上各阶段性目标点的经纬度信息，借助GPS接收器确定小船经纬度，根据电子陀螺仪读取船头与正北方向的夹角；

(c)根据东经北纬地区的经纬度分布特点，比较小船自身与阶段性目标点的经纬度的大小，确定阶段性目标点在小船为参考系下的相对方位；

(d)依据小船先到达与阶段性目标点相同的经度再到达与阶段性目标点相同的纬度，或者依据小船先到达与阶段性目标点相同的纬度再到达与阶段性目标点相同的经度，得到小船的路径规划。

5.实现权利要求1-4任一项所述方法的水质监测智能小船自动驾驶系统，其特征在于：包括船体(1)，船体(1)的顶部设有甲板(2)，甲板(2)上设有网络摄像机(10)雷达(40)和电子陀螺仪(41)，船体(1)的舱内设有控制计算机(31)、PH检测器(32)、第一直流电机(35)和第二直流电机(36)，控制计算机(31)经通信接口与网络摄像机(10)、雷达(40)、电子陀螺仪(41)、PH检测器(32)、第一直流电机(35)和第二直流电机(36)；所述船体(1)的下方设有PH电极(29)，PH电极(29)经电缆(21)与PH检测器(32)相连，电缆(21)的中部设置在深度调节机构(14)上；所述船体(1)的后侧设有两个导流圆管(22)，两个导流圆管(22)内均设有一个螺旋桨(28)，第一直流电机(35)和第二直流电机(36)分别经传动轴与两个螺旋桨(28)相连，且所述的传动轴贯穿船体(1)的后侧；所述控制计算机(31)连接有云端服务器，云端服务器与终端相连；所述船体(1)的侧面还设有漂浮球(13)。