[发明专利]基于机器视觉的水陆两栖清洁无人船及其清洁方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的水陆两栖清洁无人船，其特征在于：包括双桨轮无人船船体和安装在无人船船体上的图像获取装置、垃圾收集装置、垃圾粉碎装置、可伸缩式履带底盘和桨轮、可收起的边刷和滚刷、数据交互装置、自主控制器、蓄电装置；

船体和船体上方的顶盖之间夹合一个船体前部开口的空腔；

所述的图像获取装置包括红外热成像相机、彩色可见光相机、黑白可见光相机组合电动云台而成，通过云台设置于船体上方的顶盖上；

垃圾收集装置，由固定于空腔内船体前中部的链带式电动垃圾收集器、位于空腔前部开口处的可收起的滚刷、以及开口外部两侧可收起的边刷组成；

所述的垃圾粉碎装置由置于船体空腔内部的金属粉碎刀和垃圾收集箱组成，金属粉碎刀与垃圾收集装置的链带式电动垃圾收集器对接；

可伸缩式履带底盘和桨轮置于船体底板下方两侧并间隔分置，所述的可伸缩式履带底盘由船体延伸出的伸缩式固定架、固定架末端的减震弹簧和各连接于固定架两端的分体式橡胶履带动力装置组成，可伸缩式履带底盘在工作状态时向下方伸出而使分体式橡胶履带与地面接触，并和桨轮交替处于工作状态，桨轮工作时，可伸缩式履带底盘向上收回到紧贴船体位置；

所述的数据交互装置由置于船体内部的数据收发器和置于船体顶端的信号天线组成，用于无人船与工作人员之间的数据交互；

所述的自主控制器由船体内部的传感装置和自主控制决策微型计算机组成，用于通过数据交互接收工作人员的指令；

所述蓄电装置由船体内部的大容量锂电池组成。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的水陆两栖清洁无人船，其特征在于：在船体底板下方的中后部位置设置负重轮，所述负重轮分置于船体两侧对称设置，并与在伸出工作状态时的可伸缩式履带底盘底部平齐。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的水陆两栖清洁无人船，其特征在于：两个大功率无刷直流电机密封固定在船体两侧并与微型计算机的传动系统相连，在水面或陆地时分别为桨轮、可伸缩式履带底盘提供动力。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的水陆两栖清洁无人船，其特征在于：垃圾粉碎装置由粉碎刀辊系、承载机箱、料斗、动力系统组成并与船体的自主控制器连接；当垃圾被收集进入船内时，垃圾粉碎装置启动，粉碎垃圾。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的水陆两栖清洁无人船，其特征在于：蓄电装置配合设置充电装置，充电装置与无人船存放平台的充电桩配合插充。

6.一种自识别污染物清理方法，其特征在于采用上述权利要求1-5任一项所述基于机器视觉的水陆两栖清洁无人船，无人船按照预设路线和巡航范围巡航并自主进行水面和陆地作业，无人船利用红外热成像相机、彩色可见光相机和黑白可见光相机监测指定区域内的垃圾污染物、障碍物和人员，独立完成图像识别和决策，并自主行进到目标区域，通过链带式垃圾收集器和边刷、滚刷对污染物进行有效清除；完成巡航作业后自动返航回到原位。

7.根据权利要求6所述的一种自识别污染物清理方法，其特征在于包括以下步骤：

无人船接收到开始作业信号的指令，由无人船存放平台自主出发，开始按照预设路线和巡航范围巡航，同时GPS、图像获取装置开始作用，获取无人船周围环境信息，对周围环境中的污染物、障碍物和人员进行检测，并由自主控制器进行运动状态调控；

自主控制器根据获取的图像信息判断此时周围环境，当检测到周围环境存在污染物时，无人船会通过微型计算机制定巡航路线靠近污染物并进行垃圾清理；当无人船检测到陆地环境时，则下达指令信号以控制分体式履带底盘下降与地面接触，由履带和负重轮保持船体前行；当无人船检测到水面环境时，则下达指令信号以控制分体式履带底盘上升收起到船体底部，通过桨轮让船体前行；作业完成后继续按预设路线完成巡航。

8.根据权利要求6所述的一种自识别污染物清理方法，其特征在于当无人船检测到周围存在障碍物时，会通过微型计算机制定避让路线；当无人船检测到有人员活动时，会优先避让，并进行语音提示，以防人员受伤或对巡航作业造成影响；当检测到电池电量不足，则自动返航并自动充电。