[发明专利]一种基于机器视觉的网式弹射清漂装置及清漂方法

说明书

本发明提供一种基于机器视觉的网式弹射清漂装置及清漂方法，图像获取装置获取水面图像信息；环境参数获取装置获取水面的风速和风向信息；控制装置根据所获取的水面图像信息，识别水面漂浮垃圾的位置、体积和分散面积，然后根据水面的风速和风向信息，计算电磁弹射装置的发射角度和动能；方向调节装置根据计算的电磁弹射装置的发射角度调节电磁弹射装置的角度；电磁弹射装置在调整好角度后由控制装置控制发射出捕捉网子弹。本发明利用机器视觉技术，对水面垃圾进行自主检测，无需人工控制和监视，节约清漂的人力成本；采用电磁弹射原理的网式捕捉方式，提高清漂效率。

技术领域

本发明属于海洋漂浮垃圾清理领域，具体涉及一种基于机器视觉的网式弹射清漂装置及清漂方法。

背景技术

随着社会生产力和科学技术的迅猛发展,海洋受到了来自各方面不同程度的污染和破坏,日益严重的污染给人类的生存和发展带来了极为不利的后果,同时也给生态环境带来了极为严重的破坏，由此海洋垃圾清理受到巨大关注。其中海面漂浮垃圾主要为塑料袋、漂浮木块、浮标和塑料瓶等，根据统计结果表明，塑料类垃圾数量最多，占41%，其次为聚苯乙烯塑料泡沫类和木制品类垃圾，分别占19%和15%。而从目前的海洋清污方面看，较为常见的海洋清污方法是渔船打捞，并没有相应的海洋清污船舶或装置。渔船打捞漂浮垃圾的清污方法由于渔船自身船体较小，可承载的垃圾少；需要调用较多的人力，因此人工成本较高，并且由于渔船的结构特点和功能特点而表现出效率低，效果差的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于机器视觉的网式弹射清漂装置及清漂方法，能够自主完成垃圾监测和收集作业。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于机器视觉的网式弹射清漂装置，其特征在于：它包括图像获取装置、环境参数获取装置、控制装置、电磁弹射装置、捕捉网子弹和方向调节装置；其中，

图像获取装置用于获取水面图像信息；

环境参数获取装置用于获取水面的风速和风向信息；

控制装置用于根据所获取的水面图像信息，识别水面漂浮垃圾的位置、体积和分散面积，然后根据水面的风速和风向信息，计算电磁弹射装置的发射角度和动能；

方向调节装置用于根据计算的电磁弹射装置的发射角度调节电磁弹射装置的角度；

电磁弹射装置用于在调整好角度后由控制装置控制发射出捕捉网子弹；

捕捉网子弹内包括捕捉网。

按上述方案，所述的方向调节装置包括旋转底座和电动两自由度云台；其中，旋转底座上固定有支架，所述的电磁弹射装置通过电动两自由度云台与支架连接，所述的图像获取装置固定在电磁弹射装置顶部的前端，所述的前端为捕捉网子弹发射的一端。

按上述方案，所述的环境参数获取装置包括风速传感器，固定在所述的电磁弹射装置顶部。

按上述方案，所述的电磁弹射装置包括弹射轨道，弹射轨道下方设有电磁导轨，电磁导轨上设有沿电磁导轨滑动的电枢，电枢上固定有冲击块，弹射轨道底部的前端设有自动填装装置；自动填装装置用于向弹射轨道的前端自动填装所述的捕捉网子弹，电枢在控制装置的控制下带动冲击块向前滑动，由冲击块撞击捕捉网子弹发射。

按上述方案，所述的自动填装装置包括弹夹、挡板和挡板控制开关，其中弹夹固定在所述的弹射轨道底部的前端，弹夹上端开口，挡板设置在开口与弹射轨道之间，挡板控制开关设置在挡板后端与挡板联动；在捕捉网子弹发射后，电枢由于惯性继续向前运动撞击挡板控制开关从而打开挡板，捕捉网子弹在弹夹内弹簧的作用下压入弹射轨道。

按上述方案，所述的捕捉网边缘还设有鱼类诱导罐，鱼类诱导罐内设有鱼饵。

按上述方案，所述的控制装置为微型计算机，固定在所述的电磁弹射装置顶部的尾部。