[发明专利]基于无人船的水质电导率自主检测系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于无人船的水质电导率自主检测系统及方法，包括设于无人船上的导航定位模块、水质电导率检测模块和控制模块，导航定位模块包括视觉识别单元及GPS单元，视觉识别单元实时拍摄无人船航行路径上的图像，GPS单元实时对无人船进行定位；水质电导率检测模块包括电导率检测仪及自动升降单元，自动升降单元将所述电导率检测仪释放到设定水域的设定深度；控制模块接收视觉识别单元和GPS单元获取的数据并对所述无人船进行导向，以及接收所述电导率检测仪获取的检测结果并上传至一远程监控系统中。本发明具有劳动强度低、时效性快、水质电导率定深检测精度高、自主性强等优点，能够实现水质电导率的实时在线监测。

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，尤其涉及一种基于无人船的水质电导率自主检测系统及方法。

背景技术

水作为人类生存的必要资源，是人类发展的基本保障。然而，受人类活动的影响，水污染变得日益严重，不仅危害着人类的生存，也对相关的水资源产业造成了影响。为了有效避免水污染对人民生活与经济发展造成的损失和伤害，需要进行实时地水质监测。因为水中存在处于离子状态并可以导电的矿物质，所以可以通过水的电导率值反映出被测溶液的杂质含量：即电导率值越高，导电性越好，杂质越多，水质越不好。目前，河、湖水域的水质电导率检测主要采用人工抽样检测的方式，即检测人员乘坐船只到达待检测水域提取样本，拿到实验室进行化验检测，这种检测方法效率很低，并且由于不同水层的水质电导率值存在差异，因此还需要定深下放水质电导率检测仪以实现不同水层水质电导率的检测，但目前主要采用人工下放采样的方式，定深下放精度也很低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无人船的水质电导率自主检测系统及方法，其具备自主航行、自主定深下放检测仪和自主实时检测的功能，能够提高地下水电导率检测的实时性

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于无人船的水质电导率自主检测系统，包括行走于一设定水域上的无人船及设于所述无人船上的：

导航定位模块，包括视觉识别单元及GPS单元，所述视觉识别单元实时拍摄所述无人船航行路径上的图像，所述GPS单元实时对所述无人船进行定位；

水质电导率检测模块，包括电导率检测仪及自动升降单元，所述自动升降单元与所述电导率检测仪连接，用于将所述电导率检测仪释放到所述设定水域的设定深度；

控制模块，用于接收所述视觉识别单元和所述GPS单元获取的数据并对所述无人船进行导向，以及接收所述电导率检测仪获取的检测结果并上传至一远程监控系统中。

可选的，所述电导率检测仪包括检测仪壳体及设置于所述检测仪壳体内的微处理器、温度传感器、内置固定隔板、镂空透盖、深度压力传感器和水质电导率传感器，所述微处理器与所述控制模块、温度传感器、深度压力传感器和水质电导率传感器信号连接，所述镂空透盖与所述检测仪壳体相扣合形成一腔体，所述内置固定隔板具有多个孔洞，且所述内置固定隔板将所述腔体分为相互独立的第一部分和第二部分，其中：

所述镂空透盖位于第一部分，用于向所述第一部分提供检测介质；

所述微处理器、温度传感器、深度压力传感器及水质电导率传感器位于所述第二部分，所述温度传感器、深度压力传感器及水质电导率传感器的头部分别通过一个所述孔洞伸入所述第一部分中，以对所述检测介质进行检测。

可选的，所述自动升降单元包括步进电机及与所述步进电机连接的绞盘，所述绞盘中的线缆与所述电导率检测仪连接，所述步进电机驱动所述绞盘旋转以将所述电导率检测仪释放到所述设定水域的设定深度。

本发明还提供了一种利用所述的基于无人船的水质电导率自主检测系统执行水质电导率检测的方法，包括：

建立水面物体识别的卷积神经网络模型和定深控制模型，并应用在所述基于无人船的水质电导率自主检测系统中；