一种无人驾驶的溢油自动回收系统及其工作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108547272A(43)申请公布日2018.09.18(21)申请号201810407750.9G06T7/187(2017.01)(22)申请日2018.05.02G01D21/02(2006.01)(71)申请人扬州三江环安设备有限公司地址225200江苏省扬州市江都区经济开发区仙城工业园(72)发明人张怀念张大伟王宝光姚克林黄红兵陈波王亚锋李东泽惠文颖李景昌张怀勤朱波(74)专利代理机构扬州市苏为知识产权代理事务所(普通合伙)32283代理人陈彩霞(51)Int.Cl.E02B15/10(2006.01)E02B15/04(2006.01)G06T7/136(2017.01)权利要求书2页说明书12页附图4页(54)发明名称一种无人驾驶的溢油自动回收系统及其工作方法(57)摘要一种无人驾驶的溢油自动回收系统及其工作方法。涉及环境监测、应急和预警技术领域，具体涉及一种无人驾驶的溢油自动回收系统及其工作方法。将溢油自动监测系统与溢油回收装置有机结合。包括无人驾驶牵引船、收油船和智能控制终端，所述牵引船与收油船通过牵引绳连接，所述牵引船上设有摄像机和核心控制器，所述摄像机与核心控制器通过无线连接，所述智能控制终端与核心控制器通过无线连接。与现有技术相比，本发明利用图像识别、路径规划和自动驾驶技术，使得溢油回收效率提高30％以上；无人参与的自动溢油回收方式，减小了人工劳动强度，减小了回收人员的安全风险。CN108547272ACN108547272A权利要求书1/2页1.一种无人驾驶的溢油自动回收系统，其特征在于，包括无人驾驶牵引船、收油船和智能控制终端，所述牵引船与收油船通过牵引绳连接，所述牵引船上设有摄像机和核心控制器，所述摄像机与核心控制器通过无线连接，所述智能控制终端与核心控制器通过无线连接。2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶的溢油自动回收系统，其特征在于，所述收油船的尾部两侧设有荧光法溢油监测仪，所述荧光法溢油监测仪与核心控制器通过无线连接。3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶的溢油自动回收系统，其特征在于，所述收油船的收油箱内设有油位传感器，所述油位传感器与核心控制器通过无线连接。4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶的溢油自动回收系统，其特征在于，还包括遥控器，所述遥控器与所述核心控制器通过无线连接。5.一种根据权利要求1所述的一种无人驾驶的溢油自动回收系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：1)、拍摄：摄像机拍摄前方水面图像，通过无线传输给核心控制器；2)、预处理：核心控制器对图像进行灰度处理和中值滤波得到灰度图像；3)、粗略定位：核心控制器对预处理后的灰度图像进行OTSU自适应阈值初步分割，使目标和背景实现分离，粗略定位到目标区域并进行标识；4)、形态学运算：对目标区域进行数学形态学运算，去除不连续的区域以及使相同区域之间连通，并再次对处理后的区域进行标识；5)、精确定位：核心控制器采用最大熵值分割法进一步演化目标区域，对初步分割出来的疑似溢油区域进行细化分割，得到精确的目标区域；6)纹理分析：核心控制器对目标区域进行基于灰度共生矩阵的纹理特征计算，再次对处理后的区域进行标识并判断是否为溢油区域；7)、边界跟踪：核心控制器控制牵引船牵沿溢油边界方向，并以收油船尾部的溢油含量控制牵引速度引收油船进行收油；8)、结束：当识别的图像中边界消失时，收油工作结束，同时通知智能控制终端，进行收油收尾工作。6.根据权利要求5所述的一种无人驾驶的溢油自动回收系统的工作方法，其特征在于，所述步骤3)中的OTSU自适应阈值初步分割过程为：通过建立目标区域和背景区域之间的方差与灰度阈值的关系，得到该方差最大时的阈值，并以此阈值作为最佳阈值分割图像。7.根据权利要求5所述的一种无人驾驶的溢油自动回收系统的工作方法，其特征在于，所述步骤4)中的形态学运算的过程为：通过膨胀与腐蚀去除图像中的孔以及边缘缺陷部分，再通过重建操作恢复腐蚀后的物体形状，并且移除背景，最后在填充区域运算，剔除区域内噪声，使区域完整。8.根据权利要求5所述的一种无人驾驶的溢油自动回收系统的工作方法，其特征在于，所述步骤6)中的基于灰度共生矩阵的纹理特征包括能量、熵、对比度、均匀度和相异性；再次标识的过程为：根据能量、熵、对比度、均匀度和相异性计算数值，确定为溢油还是其他杂物，当以上纹理特征同时满足能量为0.1-0.25、熵为1.0-3.0、对比度为2.2-5.5、均匀度为0.15-0.24、相关性为0.038-0.06，判定为溢油，否则为其他杂物。9.根据权利要求5所述的一种无人驾驶的溢油自动回收系统的工作方法，其特征在于，2CN108547272A权利要求书2/2页所述步骤7)中边