[发明专利]水质监测智能小船的自动驾驶方法及其系统

说明书

本发明公开了一种水质监测智能小船的自动驾驶方法及其系统，小船航行时，雷达对周边探测，控制计算机确定雷达接收到的探测信息为有效目标信号后，驱动网络摄像机启用视觉检测。通过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，然后进行图像检测。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。该方法可以有效地避开河道内的障碍物，从而实现小船的自主航行。

技术领域

本发明涉及水质监测领域，特别是水质监测智能小船的自动驾驶方法及其系统。

背景技术

目前，环保监查部门为掌握所辖水域的水质情况，通常是对水质进行定期或不定期的取样检测分析,依水质的各项质量指标决定相应的环保措施。然而，现有水质自动监测站由于位置固定难以及时发现污染源，而移动监测手段多为有人驾驶的水质监测车或监测船，不仅成本高，而且受城市水体的复杂地形影响，部分水域人工监测船或监测车根本无法驶入，造成目前水质监测体系存在响应不及时、时间与空间分辨率较低等问题。目前市场上用于水质监测的移动采集方式不能指定深度采集、船体容易侧翻、转向操作难度大。因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水质监测智能小船的自动驾驶方法及其系统。本发明可以有效地避开河道内的障碍物，从而实现小船的自主航行。此外本发明还能按指定深度进行水样的采集并对水质进行监测，具有不易侧翻、转向操作简单的特点。

本发明的技术方案：水质监测智能小船的驾驶方法，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。

前述的水质监测智能小船的驾驶方法中，步骤(2)中所述的对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DetectTime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DetectTime达到预定值时，控制计算机输出目标信息。

所述控制计算机输出目标信息后判断LostTime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LostTime超出预定值，则控制计算机重置DetectTime＝0，控制计算机过滤信息，若LostTime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。前述的水质监测智能小船的驾驶方法中，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：