一种无人驾驶智能清漂船的制作方法

文档序号:25444049发布日期:2021-06-11 22:05阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种无人驾驶智能清漂船,至少包括远程控制站、船体以及位于船体上的收集舱、电源舱、机舱和驾驶室,其中电源舱中安装有电源,机舱中安装有推进系统,驾驶室中安装有操控系统,操控系统连接远程控制站和推进系统,其特征在于:所述船体中还设置有压载舱,所述收集舱、电源舱、压载舱和机舱由前至后依次位于船体上,所述驾驶室位于电源舱和压载舱的上方,所述收集舱包括导引板、收集舱门、收集舱底板以及集水槽,所述导引板安装于收集舱的前端的开口处且导引板的角度可调节,收集舱门同样安装于收集舱的前端的开口处且位于导引板的后方,集水槽位于收集舱的底部,收集舱底板为镂空式结构且位于集水槽的上方;所述压载舱包括进水管、控制阀、调节水泵以及排水管,所述进水管位于压载舱的两侧的船舷上,且控制阀安装于进水管上并控制船舷外的水体经进水管进入压载舱,所述排水管与调节水泵连接,排水管的进水端分布在压载舱和集水槽中,排水管的出水端位于船舷上,在调节水泵的带动下压载舱和集水槽内的水经排水管排出船体外;

所述收集舱前端和后端的顶部上设置有与电源连接的双组合导航定位系统,用于船体的定位,双组合导航定位系统通过5g网络连接操控系统,所述驾驶室的顶部设置有与电源连接的监控装置和动态激光雷达,所述监控装置通过无线网桥架方式与操控系统连接,并将水面图像信号实时传输到操控系统,所述动态激光雷达对航行水域及周边环境进行三维动态扫描,动态激光雷达与操控系统连接并将扫描获取的三维点云数据输送到操控系统,所述操控系统设置有嵌入动态避障算法的工控机,动态避障算法感知、融合双组合导航定位系统、监控装置和动态激光雷达的信号,并对信号进行识别和运算处理,从而实现对障碍物的识别和定位,根据障碍物的定位信息对航行路线重新规划,绕开障碍物,实现清漂船的避障;所述操控系统与远程控制站通过5g网络连通,操控系统将接收的信号通过本地服务器传送到云端服务器,远程控制站接收云端服务器的信号,在岸上对清漂船的航行及作业情况进行监查和操纵。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶智能清漂船,其特征在于:所述操控系统上设置有调节手柄和钢丝绳,钢丝绳的一端连接在收集舱门上,另一端连接在调节手柄上,所述调节手柄受操控系统控制并通过钢丝绳控制收集舱门的启闭,所述进水管控制阀和调节水泵通过电线与操控系统连接并连接于电源上,操控系统通过控制电路的连通和断开来控制进水管控制阀和调节水泵的启闭。

3.根据权利要求1所述的无人驾驶智能清漂船,其特征在于:所述监控装置包括前端摄像机、回转云台、传输光纤、信号转换器和路由器,所述回转云台水平旋转360°,前端摄像机采集图像,传输光纤、信号转换器和路由器将信号传送到操控系统,从而实现清漂船航行水域的360°监控。

4.根据权利要求1所述的无人驾驶智能清漂船,其特征在于:所述双组合导航定位系统采用北斗、gps、glonass双天线定向,并结合基站实现rtk定位,所述双组合导航系统还集成有惯性传感器,用于组合导航及定位定向。

5.根据权利要求1所述的无人驾驶智能清漂船,其特征在于:所述驾驶室的顶部设置有太阳能光伏顶伸甲板,所述太阳能光伏顶伸甲板与电源舱中的电源连接。

6.根据权利要求5所述的无人驾驶智能清漂船,其特征在于:所述监控装置安装于太阳能光伏顶伸甲板前端中部。

7.根据权利要求1所述的无人驾驶智能清漂船,其特征在于:所述操控系统上设置有转换开关,通过控制转换开关切换人工驾驶模式和无人驾驶模式。

8.一种权利要求1所述的无人驾驶智能清漂船的驾驶方法,其特征在于:当切换为无人驾驶模式时,包括以下步骤:(1)将上述清漂船放置于目标作业水域,并对清漂船进行调试,确保其启动正常;

(2)操控系统根据作业水域确定航行计划路线,并控制推进系统按航行路线巡航、清理垃圾;

(3)双组合导航定位系统、监控装置和动态激光雷达不断将采集到的信号传送给操控系统,操控系统中动态避障算法感知、融合接收到的信号,当识别到有静态障碍物时,根据障碍物的定位信息对航行路线重新规划,并控制推进系统绕开障碍物,实现清漂船的静态避障;

(4)当识别到有动态障碍物时,若动态障碍物的运行方向与清漂船的一致或相反,操控系统控制推进系统使清漂船的航行方向偏离动态障碍物,待避障完成后,操控系统发出纠偏指令,控制船体回归计划路线,若动态障碍物的运行方向在清漂船的船头横向穿过时,操控系统控制清漂船停止航行,直到动态障碍物远离,操控系统控制清漂船继续航行;

(5)操控系统通过动态避障算法对动态激光雷达和监控装置输送的数据进行融合,当识别到清漂船与岸边距离超出安全区域时,操控系统输出指令,控制推进系统进入安全区域;

(6)当清漂船发生故障时,所述远程控制站操纵清漂船返回。


技术总结
本发明提供了一种无人驾驶智能清漂船,船体中设置有收集舱、电源舱、机舱、驾驶室和压载舱,压载舱内进水管控制船舷外的水体经进水管进入压载舱,船体形成艏倾状态,水面高于收集舱底板,使船体进行垃圾打捞,所述船体上设置有双组合导航定位系统、监控装置和动态激光雷达,通过操控系统内嵌入的动态避障算法对三者传送的信号进行感知、融合,实现对障碍物的识别和定位,重新规划航行路线,实现清漂船的避障;当清漂船发生故障时,远程控制站操纵清漂船返回。本发明提供的无人驾驶智能清漂船,该船体结构简单、紧凑,打捞效率高,人力投入低,能够实现无人驾驶和无人打捞。

技术研发人员:李鸿鸣;姬亚朋;徐瓒;翟晓峰;黄壮鹏;黄飞
受保护的技术使用者:中电建水环境科技有限公司
技术研发日:2021.01.26
技术公布日:2021.06.11
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