[发明专利]一种基于机器视觉的节能海洋垃圾收集返航算法及系统

权利要求书

1.一种基于机器视觉的节能海洋垃圾收集返航系统，包括中央视觉模块，其特征在于：所述中央视觉模块包括摄像头、NX芯片、自身视觉模块、海岸视觉模块，所述NX芯片的信号输出端与摄像头的信号接收端连接，摄像头的信号输出端与自身视觉模块的信号接收端连接，自身视觉模块的信号输出端与海岸视觉模块的信号接收端连接，所述中央视觉模块的信号输出端与中央计算模块的信号接收端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的节能海洋垃圾收集返航系统，其特征在于：所述中央计算模块包括处理器芯片、定位模块，所述处理器芯片的信号输出端与定位模块的信号接收端连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的节能海洋垃圾收集返航系统，其特征在于：所述中央计算模块的信号输出端与通信模块的信号接收端连接，所述通信模块的信号输出端与辅助模块的信号接收端连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的节能海洋垃圾收集返航系统，其特征在于：自身视觉模块采用目标检测领域的经典算法yolov5，精确识别海面上的海浪以及海浪的大小，速度。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的节能海洋垃圾收集返航系统，其特征在于：自身与目标之间采用目标检测领域的经典算法yolov5进行测距，根据海浪，自身与目标的相对位置建立出空间坐标系，最后将数据信息传输到中央计算模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的节能海洋垃圾收集返航系统，其特征在于：所述海岸视觉模块使用目标检测领域的经典算法yolov5，识别岸边的海浪与海洋垃圾，并且识别与该片区域之中最近的海洋垃圾收集装置，对海面中海浪、海洋垃圾的信息进行粗识别。

7.根据权利要求1-6所述的一种基于机器视觉的节能海洋垃圾收集返航算法，其特征在于：当海浪距离装置较近装置无法慢速完成决策时：设V₁为海浪向海洋垃圾运动的速率，X₁为海浪至海洋垃圾的距离，V₂为海洋垃圾被海浪带动的速度，X₂为搭载本算法的装置出发前与海洋垃圾的初始距离，X₃为装置运动距离，t为垃圾被海浪拍打后运动时间，垃圾的运动视为匀减速直线运动，加速度为-a(a0),以装置所在位置为原点，以原点指向海洋垃圾的方向为正方向，设α为海浪运动方向

为方便计算，将装置与海洋垃圾的初始距离作为x轴与正方向的夹角

装置移动速度为V₃,装置耗能由，X₃，V₃共同决定，其关于时间t的变化函数X₃(t)则它随t变化的情况可由以下方程组表示：

1)：当α90°，当垃圾无法经过最佳装载点时，即(垃圾最终速率不为0时，为上述1的情况)，装置运动最短距离

装置运动速度时，可利用垃圾的动能收集垃圾。

8.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的节能海洋垃圾收集返航算法，其特征在于：当垃圾可以经过最佳装载点时,即时，装置运动最短距离

X₃＝X₂sin(π-α),装置运动速度时，可利用垃圾的动能收集垃圾

2)：当α90°,最佳装载点不存在，此时装置运动距离随垃圾运动时间t增大而增大，