海洋垃圾回收方法、無人艇、無人機及系統與流程
1.本發明涉及環境保護技術領域，尤其涉及一種海洋垃圾回收方法、無人艇、無人機及系統。
背景技術：
2.隨著對海洋能源的開采不斷深入，海洋石油事故也頻繁發生，如鉆井平臺傾覆、輸油管道爆裂、油輪失事等，對我國經濟發展、人員安全和海洋生態造成了嚴重破壞和威脅，迫切需要及時有效的事故處理措施才能減小損失。輪船碰撞、油井平臺爆炸所導致的石油事故中會產生大量船舶、油井平臺設備的殘骸。此外，目前常用的海洋石油事故的處理方法主要通過布放吸油物(吸油氈/棉、吸油桶等)以及分解油污的生化制劑，待吸油物對油污吸附完成后，需要對大量的吸油物進行及時回收。
3.目前，針對石油事故中船舶殘骸、油井平臺殘骸以及油污處理用到的吸油物等移動廢物的回收，主要依賴有人船進行人工搜索及打撈回收，但是該手段存在人員傷亡風險高、效率低、成本高等缺點。首先，在油污區域作業，直接接觸和揮發吸入均會危害人體健康，石油事故處理中可能存在二次爆炸或燃燒，存在較大人員傷亡風險。另外，在海上風浪流復雜干擾下，船舶殘骸、油井平臺殘骸以及吸油物等會受到海上風浪的影響而不斷移動，大大增加搜尋難度。
技術實現要素：
4.本發明的主要目的在于提供一種海洋垃圾回收方法、無人艇、無人機及系統，旨在解決現有技術無法實現對海洋垃圾進行高效且低成本的打撈回收的技術問題。
5.為實現上述目的，本發明提供了一種海洋垃圾回收方法，所述海洋垃圾回收方法應用于無人艇，所述海洋垃圾回收方法包括：
6.在接收到無人機的目標融合信息后，根據所述目標融合信息確定所述無人艇的無人艇海域信息和待回收垃圾的垃圾海域信息；
7.根據所述無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型；
8.根據所述垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型；
9.根據所述無人艇運動模型和所述垃圾運動模型進行路徑規劃，生成目標回收路徑；
10.根據所述目標回收路徑對所述待回收垃圾進行追蹤回收。
11.可選地，所述根據所述無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型，包括：
12.當所述無人艇海域信息為干凈海域信息時，根據所述干凈海域信息和預設二階動力學模型進行模型建立，生成第一無人艇運動模型；
13.當所述無人艇海域信息為污染海域信息時，根據所述污染海域信息和預設分數階動力學模型進行模型建立，生成第二無人艇運動模型。
14.可選地，所述根據所述垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型，包括：
15.當所述垃圾海域信息為干凈海域信息時，根據所述干凈海域信息和預設一階神經網絡進行模型建立，生成第一垃圾運動模型；
16.當所述垃圾海域信息為污染海域信息時，根據所述污染海域信息和預設分數階神經網絡進行模型建立，生成第二垃圾運動模型。
17.此外，為實現上述目的，本發明還提出一種海洋垃圾回收方法，所述海洋垃圾回收方法應用于第一無人機，所述海洋垃圾回收方法包括：
18.采集待回收垃圾的垃圾圖像；
19.根據所述垃圾圖像對所述待回收垃圾進行位置定位，確定所述待回收垃圾的垃圾位置；
20.根據所述垃圾位置和所述垃圾圖像確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息，并將所述垃圾海域信息發送至第二無人機。
21.對所述垃圾圖像進行邊緣檢測，確定所述垃圾圖像中的污染邊緣線；
22.根據所述污染邊緣線確定污染海域位置；
23.根據所述污染海域位置和所述垃圾位置確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息。
24.檢測所述垃圾海域信息是否發生變化；
25.當所述垃圾海域信息發生變化時，發送變化后的垃圾海域信息至所述第二無人機。
26.此外，為實現上述目的，本發明還提出一種海洋垃圾回收方法，所述海洋垃圾回收方法應用于第二無人機，所述海洋垃圾回收方法包括：
27.采集無人艇的無人艇圖像，并獲取第一無人機發送的垃圾海域信息；
28.根據所述無人艇圖像對所述無人艇進行位置定位，確定所述無人艇的無人艇位置；
29.根據所述無人艇位置和所述無人艇圖像確定所述無人艇的無人艇海域信息；
30.根據所述垃圾海域信息和所述無人艇海域信息確定目標融合信息，并發送所述目標融合信息至所述無人艇。
31.對所述無人艇圖像進行邊緣檢測，確定所述無人艇圖像中的污染邊緣線；
32.根據所述污染邊緣線確定污染海域位置；
33.根據所述污染海域位置和所述無人艇位置確定所述無人艇的無人艇海域信息。
34.檢測所述目標融合信息是否發生變化；
35.當所述目標融合信息發生變化時，發送變化后的目標融合信息至所述無人艇。
36.此外，為實現上述目的，本發明還提出一種無人艇，所述無人艇包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的海洋垃圾回收程序，所述海洋垃圾回收程序配置為實現如上文所述的海洋垃圾回收方法。
37.此外，為實現上述目的，本發明還提出一種無人機，所述無人機包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的海洋垃圾回收程序，所述海洋垃圾回收程序配置為實現如上文所述的海洋垃圾回收方法。
38.此外，為實現上述目的，本發明還提出一種海洋回收系統，所述海洋回收系統包括
無人艇和若干無人機。
39.本發明通過在接收到無人機的目標融合信息后，根據所述目標融合信息確定所述無人艇的無人艇海域信息和待回收垃圾的垃圾海域信息；根據所述無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型；根據所述垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型；根據所述無人艇運動模型和所述垃圾運動模型進行路徑規劃，生成目標回收路徑；根據所述目標回收路徑對所述待回收垃圾進行追蹤回收。通過上述方式，基于無人機發送的目標融合信息確定無人艇海域信息和垃圾海域信息，無人艇根據無人艇海域信息和垃圾海域信息生成無人艇運動模型和垃圾運動模型，實現對待回收垃圾的精準跟蹤，并基于無人艇運動模型和垃圾運動模型進行路徑規劃，生成目標回收路徑，進而實現對待回收垃圾的回收工作，提高了對海洋上的待回收垃圾進行回收時的安全性，同時應用范圍廣且效率高，節省了人力打撈成本。
附圖說明
40.圖1是本發明實施例方案涉及的硬件運行環境的海洋垃圾回收設備的結構示意圖；
41.圖2為本發明海洋垃圾回收方法第一實施例的流程示意圖；
42.圖3為本發明海洋垃圾回收方法一實施例的無人艇工作流程示意圖；
43.圖4為本發明海洋垃圾回收方法第二實施例的流程示意圖；
44.圖5為本發明海洋垃圾回收方法第三實施例的流程示意圖；
45.圖6為本發明海洋垃圾回收方法一實施例的實物示意圖；
46.圖7為本發明海洋垃圾回收方法一實施例的整體流程示意圖；
47.圖8為本發明海洋垃圾回收系統第一實施例的結構框圖。
48.本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
49.應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
50.參照圖1，圖1為本發明實施例方案涉及的硬件運行環境的海洋垃圾回收設備結構示意圖。
51.如圖1所示，該海洋垃圾回收設備可以包括：處理器1001，例如中央處理器(central processing unit，cpu)，通信總線1002、用戶接口1003，網絡接口1004，存儲器1005。其中，通信總線1002用于實現這些組件之間的連接通信。用戶接口1003可以包括顯示屏(display)、輸入單元比如鍵盤 (keyboard)，可選用戶接口1003還可以包括標準的有線接口、無線接口。網絡接口1004可選的可以包括標準的有線接口、無線接口(如無線保真 (wireless-fidelity，wi-fi)接口)。存儲器1005可以是高速的隨機存取存儲器(random access memory，ram)存儲器，也可以是穩定的非易失性存儲器(non-volatile memory，nvm)，例如磁盤存儲器。存儲器1005可選的還可以是獨立于前述處理器1001的存儲裝置。
52.本領域技術人員可以理解，圖1中示出的結構并不構成對海洋垃圾回收設備的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。
53.如圖1所示，作為一種存儲介質的存儲器1005中可以包括操作系統、網絡通信模
塊、用戶接口模塊以及海洋垃圾回收程序。
54.在圖1所示的海洋垃圾回收設備中，網絡接口1004主要用于與網絡服務器進行數據通信；用戶接口1003主要用于與用戶進行數據交互；本發明海洋垃圾回收設備中的處理器1001、存儲器1005可以設置在海洋垃圾回收設備中，所述海洋垃圾回收設備通過處理器1001調用存儲器1005中存儲的海洋垃圾回收程序，并執行本發明實施例提供的海洋垃圾回收方法。
55.本發明實施例提供了一種海洋垃圾回收方法，參照圖2，圖2為本發明一種海洋垃圾回收方法第一實施例的流程示意圖。
56.海洋垃圾回收方法應用于無人艇，海洋垃圾回收方法包括以下步驟：
57.步驟s10：在接收到無人機的目標融合信息后，根據所述目標融合信息確定所述無人艇的無人艇海域信息和待回收垃圾的垃圾海域信息。
58.需要說明的是，本實施例的執行主體為海洋垃圾回收系統中的無人艇，海洋垃圾回收系統中包括無人艇和若干個無人機，若干個無人機又包括第一無人機和第二無人機，無人艇和第二無人機之間可進行信息交互，第一無人機和第二無人機之間可進行信息交互。第一無人機對待管理海洋上的待回收垃圾進行檢測并追蹤定位，第二無人機對待管理海洋上的無人艇進行檢測并追蹤定位，并基于第一無人機的垃圾海域信息和第二無人機的無人艇海域信息生成目標融合信息，將目標融合信息傳送至無人艇。無人艇在接收到無人機的目標融合信息后，根據目標融合信息確定無人艇的無人艇海域信息和待回收垃圾的垃圾海域信息，并根據無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型，根據垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型，根據無人艇運行模型和垃圾運動模型進行路徑規劃，生成目標回收路徑，并根據目標回收路徑對待回收垃圾進行追蹤回收。
59.可以理解的是，目標融合信息包括待回收垃圾的所處海域信息、待回收垃圾的位置信息、無人艇的所處海域信息以及無人艇的位置信息。無人艇海域信息包括但不限于無人艇的所處海域信息和無人艇的位置信息，垃圾海域信息包括但不限于待回收垃圾的所處海域信息和待回收垃圾的位置信息。待回收垃圾即為待管理海洋上所存在的海洋移動廢物，無人艇需對待回收垃圾進行打撈回收。
60.在具體實現中，無人機中的第二無人機將目標融合信息發送至無人艇，無人艇根據目標融合信息中的標識碼對各類信息進行區分，從而得到無人艇的無人艇海域信息和待回收垃圾的垃圾海域信息。
61.步驟s20：根據所述無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型。
62.需要說明的是，無人艇運動模型指的是無人艇對自身進行的動力學建模所得到的模型。
63.可以理解的是，無人艇在得到無人艇海域信息后，根據無人艇海域信息進行事件判斷，確定無人艇當前是否處于待管理海洋的被污染海域內，根據判斷結果確定對應的方式進行動力學建模，從而得到無人艇運動模型。
64.在具體實現中，為了基于無人艇海域信息建立準確的無人艇運動模型，進一步地，所述根據所述無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型，包括：當所述無人艇海域信息為干凈海域信息時，根據所述干凈海域信息和預設二階動力學模型進行模型建立，生成第一無人艇運動模型；當所述無人艇海域信息為污染海域信息時，根據所述污染
海域信息和預設分數階動力學模型進行模型建立，生成第二無人艇運動模型。
65.需要說明的是，當無人艇海域信息為干凈海域信息時，即說明無人艇當前處于待管理海洋未被污染的海域內，預設二階動力學模型即為普通二階動力學模型，此時基于干凈海域信息對無人艇自身采用預設二階動力學模型進行模型建立，生成進行預設二階動力學建模后的模型，進行預設二階動力學建模所產生的模型即為第一無人艇運動模型。
66.可以理解的是，當無人艇海域信息為污染海域信息時，即說明無人艇當前處于待管理海域被污染的海域內，預設分數階動力學模型即為普通分數階動力學模型，此時基于污染海域信息對無人艇自身采用預設分數階動力學模型進行模型建立，生成進行預設分數階動力學建模后的模型，進行預設分數階動力學建模所產生的模型即為第二無人艇運動模型。
67.步驟s30：根據所述垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型。
68.需要說明的是，垃圾運動模型指的是無人艇對待回收垃圾進行的動力學建模所得到的模型。
69.可以理解的是，無人艇在得到垃圾海域信息后，根據垃圾海域信息進行事件判斷，確定待回收垃圾當前是否處于待管理海洋的被污染海域內，根據判斷結果確定對應的方式進行動力學建模，從而得到垃圾運動模型。
70.在具體實現中，為了基于垃圾海域信息建立準確的垃圾運動模型，進一步地，所述根據所述垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型，包括：當所述垃圾海域信息為干凈海域信息時，根據所述干凈海域信息和預設一階神經網絡進行模型建立，生成第一垃圾運動模型；當所述垃圾海域信息為污染海域信息時，根據所述污染海域信息和預設分數階神經網絡進行模型建立，生成第二垃圾運動模型。
71.需要說明的是，當垃圾海域信息為干凈海域信息時，即說明待回收垃圾當前處于待管理海洋未被污染的海域內，預設一階神經網絡即為普通一階神經網絡，此時基于干凈海域信息對待回收垃圾采用預設一階神經網絡進行模型建立，生成的模型即為第一垃圾運動模型。
72.可以理解的是，當垃圾海域信息為污染海域信息時，即說明待回收垃圾當前處于待管理海域被污染的海域內，預設分數階神經網絡即為普通分數階神經網絡，此時基于污染海域信息對待回收垃圾采用預設分數階神經網絡進行模型建立，生成的模型即為第二垃圾運動模型。
73.步驟s40：根據所述無人艇運動模型和所述垃圾運動模型進行路徑規劃，生成目標回收路徑。
74.需要說明的是，無人艇在得到無人艇的無人艇運動模型和待回收垃圾的垃圾運動模型后，將待回收垃圾的垃圾運動模型的模型信息輸入至無人艇路徑規劃模塊，進行路徑規劃，從而得到無人艇對待回收垃圾進行追蹤打撈并回收的路徑，無人艇對待回收垃圾進行追蹤打撈并回收的路徑，無人艇路徑規劃模塊是基于無人艇運動模型建立的可進行路徑規劃模型。
75.步驟s50：根據所述目標回收路徑對所述待回收垃圾進行追蹤回收。
76.需要說明的是，無人艇中的路徑規劃模塊在生成目標回收路徑后，基于目標回收路徑生成路徑控制指令，無人艇根據雙環pid和路徑控制指令驅動無人艇，從而實現對待回
收垃圾的追蹤回收。
77.可以理解的是，如圖3所示，無人艇在接收到第二無人機傳輸的目標融合信息后，根據目標融合信息確定無人艇海域信息和垃圾海域信息，基于無人艇海域信息和垃圾海域信息進行事件判斷，當無人艇所處海域信息發生改變時，確定無人艇所處海域是否為干凈海域，無人艇所處海域為干凈海域時，則對自身建立整數階運動控制模型，無人艇所處海域不為干凈海域時，則對自身建立分數階運動控制模型，并進一步判斷待回收垃圾所處海域是否為干凈海域，待回收垃圾所處海域為干凈海域時，則對待回收垃圾進行普通神經網絡建模，待回收垃圾所處海域不為干凈海域時，則對待回收垃圾進行分數階神經網絡建模，在模型建立完成后生成目標回收路徑并進行運動控制執行，當無人艇所處海域信息未發生改變時，則直接進入判斷待回收垃圾所處海域是否為干凈海域的步驟。
78.本實施例通過在接收到無人機的目標融合信息后，根據所述目標融合信息確定所述無人艇的無人艇海域信息和待回收垃圾的垃圾海域信息；根據所述無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型；根據所述垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型；根據所述無人艇運動模型和所述垃圾運動模型進行路徑規劃，生成目標回收路徑；根據所述目標回收路徑對所述待回收垃圾進行追蹤回收。通過上述方式，基于無人機發送的目標融合信息確定無人艇海域信息和垃圾海域信息，無人艇根據無人艇海域信息和垃圾海域信息生成無人艇運動模型和垃圾運動模型，實現對待回收垃圾的精準跟蹤，并基于無人艇運動模型和垃圾運動模型進行路徑規劃，生成目標回收路徑，進而實現對待回收垃圾的回收工作，提高了對海洋上的待回收垃圾進行回收時的安全性，同時應用范圍廣且效率高，節省了人力打撈成本。
79.參考圖4，圖4為本發明一種海洋垃圾回收方法第二實施例的流程示意圖。
80.基于上述第一實施例，本實施例海洋垃圾回收方法應用于第一無人機，海洋垃圾回收方法包括：
81.步驟s01：采集待回收垃圾的垃圾圖像。
82.需要說明的是，本實施例的執行主體為海洋垃圾回收系統中的第一無人機，海洋垃圾回收系統中包括無人艇和若干個無人機，若干個無人機又包括第一無人機和第二無人機，無人艇和第二無人機之間可進行信息交互，第一無人機和第二無人機之間可進行信息交互。第一無人機上搭載有普通攝像機和廣域攝像機，普通攝像機用于對待回收垃圾進行精準追蹤，廣域攝像機用于待管理海洋上污染海域的邊緣檢測，第一無人機實時采集待回收垃圾的垃圾圖像，并根據垃圾圖像對待回收垃圾進行位置定位，確定待回收垃圾的垃圾位置，根據垃圾位置和垃圾圖像確定待回收垃圾的垃圾海域信息，并將垃圾海域信息發送至第二無人機。
83.可以理解的是，第一無人機上的普通攝像機和廣域攝像機在實時采集待回收垃圾的移動追蹤圖像和污染海域的邊界位置圖像，待回收垃圾的移動追蹤圖像和污染海域的邊界位置圖像即為垃圾圖像。
84.步驟s02：根據所述垃圾圖像對所述待回收垃圾進行位置定位，確定所述待回收垃圾的垃圾位置。
85.需要說明的是，第一無人機根據垃圾圖像中待回收垃圾的移動追蹤圖像和yolo算法進行目標檢測，確定待回收垃圾，在鎖定待回收垃圾后采用 deepsort算法對待回收垃圾
進行位置跟蹤，從而確定待回收垃圾的當前地理位置信息，待回收垃圾的當前地理位置信息即為待回收垃圾的垃圾位置。
86.步驟s03：根據所述垃圾位置和所述垃圾圖像確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息，并將所述垃圾海域信息發送至第二無人機。
87.需要說明的是，第一無人機根據垃圾圖像中污染海域的邊界位置圖像和分水嶺算法對待管理海洋進行邊緣檢測，從而識別出待管理海洋的污染海域和干凈海域。
88.可以理解的是，第一無人機在標注出污染海域和干凈海域后，基于待回收垃圾的垃圾位置確定待回收垃圾所處海域信息，所處海域信息指的是該海域是否為干凈海域的信息，根據待回收垃圾所處海域信息和待回收垃圾的位置信息即可得到垃圾海域信息，位置信息即指的是待回收垃圾的垃圾位置。
89.在具體實現中，為了得到準確的垃圾海域信息，進一步地，所述根據所述垃圾位置和所述垃圾圖像確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息，包括：對所述垃圾圖像進行邊緣檢測，確定所述垃圾圖像中的污染邊緣線；根據所述污染邊緣線確定污染海域位置；根據所述污染海域位置和所述垃圾位置確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息。
90.需要說明的是，第一無人機對垃圾圖像中污染海域的邊界位置圖像采用分水嶺算法進行邊緣檢測，從而確定污染海域的邊界位置圖像中的污染邊緣線，基于污染邊緣線對污染海域的邊界位置圖像進行海域劃分，從而確定污染海域和干凈海域，進一步得到污染海域的污染海域位置，根據污染海域位置和垃圾位置確定待回收垃圾所處海域信息，即待回收垃圾是否處于干凈海域，根據待回收垃圾所處海域信息和待回收垃圾的位置信息即可得到垃圾海域信息。
91.可以理解的是，為了保證后續無人艇在進行追蹤回收的準確性，進一步地，所述根據所述垃圾位置和所述垃圾圖像確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息，并將所述垃圾海域信息發送至第二無人機之后，還包括：檢測所述垃圾海域信息是否發生變化；當所述垃圾海域信息發生變化時，發送變化后的垃圾海域信息至所述第二無人機。
92.在具體實現中，檢測垃圾海域信息是否發生變化指的是檢測待回收垃圾的所處海域信息是否發生變化，當待回收垃圾所處海域由干凈海域進入污染海域或待回收垃圾所處海域由污染海域進入干凈海域時，均說明垃圾海域信息發生變化，此時第一無人機立即將變化后的垃圾海域信息發送至第二無人機，當垃圾海域信息未發生變化時，無需再次發送垃圾海域信息至第二無人機。
93.本實施例中通過采集待回收垃圾的垃圾圖像；根據所述垃圾圖像對所述待回收垃圾進行位置定位，確定所述待回收垃圾的垃圾位置；根據所述垃圾位置和所述垃圾圖像確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息，并將所述垃圾海域信息發送至第二無人機。通過第一無人機對待回收垃圾的垃圾海域信息進行確定，實現了對待回收垃圾的精準鎖定并追蹤。
94.考圖5，圖5為本發明一種海洋垃圾回收方法第三實施例的流程示意圖。
95.基于上述第三實施例，本實施例海洋垃圾回收方法應用于第二無人機，海洋垃圾回收方法包括：
96.步驟s04：采集無人艇的無人艇圖像，并獲取第一無人機發送的垃圾海域信息。
97.需要說明的是，本實施例的執行主體為海洋垃圾回收系統中的第二無人機，海洋垃圾回收系統中包括無人艇和若干個無人機，若干個無人機又包括第一無人機和第二無人
機，無人艇和第二無人機之間可進行信息交互，第一無人機和第二無人機之間可進行信息交互。第二無人機上搭載有普通攝像機和廣域攝像機，普通攝像機用于對無人艇進行精準追蹤，廣域攝像機用于待管理海洋上污染海域的邊緣檢測，第二無人機實時采集無人艇的無人艇圖像，并獲取第一無人機發送的垃圾海域信息，根據無人艇圖像對無人艇進行位置定位，確定無人艇的無人艇位置，根據無人艇位置和無人艇圖像確定無人艇的無人艇海域信息，根據無人艇海域信息和垃圾海域信息確定目標融合信息，并發送目標融合信息至無人艇。
98.可以理解的是，第二無人機上的普通攝像機和廣域攝像機在實時采集無人艇的移動追蹤圖像和污染海域的邊界位置圖像，無人艇的移動追蹤圖像和污染海域的邊界位置圖像即為無人艇圖像。
99.步驟s05：根據所述無人艇圖像對所述無人艇進行位置定位，確定所述無人艇的無人艇位置。
100.需要說明的是，第二無人機根據無人艇圖像中無人艇的移動追蹤圖像和 yolo算法進行目標檢測，確定無人艇，在鎖定無人艇后采用deepsort算法對無人艇進行位置跟蹤，從而確定無人艇的當前地理位置信息，無人艇的當前地理位置信息即為無人艇的無人艇位置。
101.步驟s06：根據所述無人艇位置和所述無人艇圖像確定所述無人艇的無人艇海域信息。
102.需要說明的是，第二無人機根據無人艇圖像中污染海域的邊界位置圖像和分水嶺算法對待管理海洋進行邊緣檢測，從而識別出待管理海洋的污染海域和干凈海域。
103.可以理解的是，第二無人機在標注出污染海域和干凈海域后，基于待回收垃圾的垃圾位置確定待回收垃圾所處海域信息，所處海域信息指的是該海域是否為干凈海域的信息，根據無人艇所處海域信息和無人艇的位置信息即可得到無人艇海域信息，位置信息即指的是無人艇的垃圾位置。
104.在具體實現中，為了得到準確的無人艇海域信息，進一步地，所述根據所述無人艇位置和所述無人艇圖像確定所述無人艇的無人艇海域信息，包括：對所述無人艇圖像進行邊緣檢測，確定所述無人艇圖像中的污染邊緣線；根據所述污染邊緣線確定污染海域位置；根據所述污染海域位置和所述無人艇位置確定所述無人艇的無人艇海域信息。
105.需要說明的是，需要說明的是，第二無人機對無人艇圖像中污染海域的邊界位置圖像采用分水嶺算法進行邊緣檢測，從而確定污染海域的邊界位置圖像中的污染邊緣線，基于污染邊緣線對污染海域的邊界位置圖像進行海域劃分，從而確定污染海域和干凈海域，進一步得到污染海域的污染海域位置，根據污染海域位置和無人艇位置確定無人艇所處海域信息，即無人艇是否處于干凈海域，根據無人艇所處海域信息和無人艇的位置信息即可得到無人艇海域信息。
106.步驟s07：根據所述垃圾海域信息和所述無人艇海域信息確定目標融合信息，并發送所述目標融合信息至所述無人艇。
107.需要說明的是，第二無人機將接收到垃圾海域信息和自身得到的無人艇海域信息進行融合，從而得到包括待回收垃圾的所處海域信息、待回收垃圾的位置信息、無人艇的所處海域信息以及無人艇的位置信息的目標融合信息，并發送目標融合信息至無人艇。
108.可以理解的是，為了保證后續無人艇在進行追蹤回收的準確性，進一步地，所述根據所述垃圾海域信息和所述無人艇海域信息確定目標融合信息，并發送所述目標融合信息至所述無人艇之后，還包括：檢測所述目標融合信息是否發生變化；當所述目標融合信息發生變化時，發送變化后的目標融合信息至所述無人艇。
109.在具體實現中，檢測目標融合信息是否發生變化指的是檢測待回收垃圾的所處海域信息和無人艇所處的海域信息中任一一個對象的所處海域是否發生變化，當待回收垃圾所處海域由干凈海域進入污染海域或待回收垃圾所處海域由污染海域進入干凈海域時，均說明垃圾海域信息發生變化，或者無人艇所處海域由干凈海域進入污染海域或無人艇所處海域由污染海域進入干凈海域時，均說明無人艇海域信息發生變化，此時第二無人機立即將變化后的目標融合信息發送至無人艇，當目標融合信息未發生變化時，無需再次發送目標融合信息至無人艇。
110.需要說明的是，如圖6和圖7所示，海洋垃圾回收系統中的第一無人機和第二無人機均搭載普通攝像機和廣域攝像機，第一無人機中的普通攝像機對待回收垃圾進行位置探測并跟蹤鎖定，廣域攝像機對污染邊緣線進行檢測，從而完成待管理海洋的污染海域和干凈海域的場景識別，最終將垃圾海域信息發送至第二無人機，第二無人機中的普通攝像機對無人艇進行位置探測并跟蹤鎖定，廣域攝像機對污染邊緣線進行檢測，從而完成待管理海洋的污染海域和干凈海域的場景識別，確定無人艇海域信息，并將無人艇海域信息和垃圾海域信息進行融合，得到目標融合信息，在第一次發送目標融合信息后，無人艇基于目標融合信息對無人艇和待回收垃圾運動學進行建模，并基于建模結果確定目標回收路徑，最終執行器基于目標回收路徑進行追蹤回收。在初次發送目標融合信息后，第一無人機在待回收垃圾所處海域發生變化時才觸發與第二無人機的通信，將變化后的垃圾海域信息發送至第二無人機，第二無人機在待回收垃圾所處海域或無人艇所處海域發生變化時才觸發與無人艇的通信，將變化后的目標海域信息發送至無人艇，無人艇基于變化后的目標海域信息變換控制策略，基于變化后的目標海域信息對無人艇和待回收垃圾運動學進行重新建模，最終完成對待回收垃圾的追蹤回收。
111.本實施例通過采集無人艇的無人艇圖像，并獲取第一無人機發送的垃圾海域信息；根據所述無人艇圖像對所述無人艇進行位置定位，確定所述無人艇的無人艇位置；根據所述無人艇位置和所述無人艇圖像確定所述無人艇的無人艇海域信息；根據所述垃圾海域信息和所述無人艇海域信息確定目標融合信息，并發送所述目標融合信息至所述無人艇。通過第二無人機對無人艇的無人艇海域信息進行確定，實現了對無人艇的精準鎖定并追蹤
112.此外，參照圖8，本發明實施例還提出一種海洋垃圾回收系統，所述海洋垃圾回收系統包括無人艇10和若干個無人機20，若干個無人機20中又分為第一無人機和第二無人機。
113.此外，需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者系統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個
……”
限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者系統中還存在另外的相同要素。
114.上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
115.通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到上述實施例方法可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現，當然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質(如只讀存儲器(read only memory，rom)/ram、磁碟、光盤)中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
116.以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
技術特征：
1.一種海洋垃圾回收方法，所述海洋垃圾回收方法應用于無人艇，其特征在于，所述海洋垃圾回收方法包括：在接收到無人機的目標融合信息后，根據所述目標融合信息確定所述無人艇的無人艇海域信息和待回收垃圾的垃圾海域信息；根據所述無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型；根據所述垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型；根據所述無人艇運動模型和所述垃圾運動模型進行路徑規劃，生成目標回收路徑；根據所述目標回收路徑對所述待回收垃圾進行追蹤回收。2.如權利要求1所述的海洋垃圾回收方法，其特征在于，所述根據所述無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型，包括：當所述無人艇海域信息為干凈海域信息時，根據所述干凈海域信息和預設二階動力學模型進行模型建立，生成第一無人艇運動模型；當所述無人艇海域信息為污染海域信息時，根據所述污染海域信息和預設分數階動力學模型進行模型建立，生成第二無人艇運動模型。3.如權利要求1所述的海洋垃圾回收方法，其特征在于，所述根據所述垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型，包括：當所述垃圾海域信息為干凈海域信息時，根據所述干凈海域信息和預設一階神經網絡進行模型建立，生成第一垃圾運動模型；當所述垃圾海域信息為污染海域信息時，根據所述污染海域信息和預設分數階神經網絡進行模型建立，生成第二垃圾運動模型。4.一種海洋垃圾回收方法，所述海洋垃圾回收方法應用于第一無人機，其特征在于，所述海洋垃圾回收方法包括：采集待回收垃圾的垃圾圖像；根據所述垃圾圖像對所述待回收垃圾進行位置定位，確定所述待回收垃圾的垃圾位置；根據所述垃圾位置和所述垃圾圖像確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息，并將所述垃圾海域信息發送至第二無人機。5.如權利要求4所述的海洋垃圾回收方法，其特征在于，所述根據所述垃圾位置和所述垃圾圖像確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息，包括：對所述垃圾圖像進行邊緣檢測，確定所述垃圾圖像中的污染邊緣線；根據所述污染邊緣線確定污染海域位置；根據所述污染海域位置和所述垃圾位置確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息。6.如權利要求4所述的海洋垃圾回收方法，所述根據所述垃圾位置和所述垃圾圖像確定所述待回收垃圾的垃圾海域信息，并將所述垃圾海域信息發送至第二無人機之后，還包括：檢測所述垃圾海域信息是否發生變化；當所述垃圾海域信息發生變化時，發送變化后的垃圾海域信息至所述第二無人機。7.一種海洋垃圾回收方法，所述海洋垃圾回收方法應用于第二無人機，其特征在于，所述海洋垃圾回收方法包括：
采集無人艇的無人艇圖像，并獲取第一無人機發送的垃圾海域信息；根據所述無人艇圖像對所述無人艇進行位置定位，確定所述無人艇的無人艇位置；根據所述無人艇位置和所述無人艇圖像確定所述無人艇的無人艇海域信息；根據所述垃圾海域信息和所述無人艇海域信息確定目標融合信息，并發送所述目標融合信息至所述無人艇。8.如權利要求7所述的海洋垃圾回收方法，其特征在于，所述根據所述無人艇位置和所述無人艇圖像確定所述無人艇的無人艇海域信息，包括：對所述無人艇圖像進行邊緣檢測，確定所述無人艇圖像中的污染邊緣線；根據所述污染邊緣線確定污染海域位置；根據所述污染海域位置和所述無人艇位置確定所述無人艇的無人艇海域信息。9.如權利要求7所述的海洋垃圾回收方法，其特征在于，所述根據所述垃圾海域信息和所述無人艇海域信息確定目標融合信息，并發送所述目標融合信息至所述無人艇之后，還包括：檢測所述目標融合信息是否發生變化；當所述目標融合信息發生變化時，發送變化后的目標融合信息至所述無人艇。10.一種無人艇，其特征在于，所述無人艇包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的海洋垃圾回收程序，所述海洋垃圾回收程序配置為實現如權利要求1至3中任一項所述的海洋垃圾回收方法。11.一種無人機，其特征在于，所述無人機包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的海洋垃圾回收程序，所述海洋垃圾回收程序配置為實現如權利要求4至6或7至9中任一項所述的海洋垃圾回收方法。12.一種海洋垃圾回收系統，其特征在于，包括無人艇和若干無人機。
技術總結
本發明屬于環境保護技術領域，公開了一種海洋垃圾回收方法、無人艇、無人機及系統。該方法包括：在接收到無人機的目標融合信息后，根據目標融合信息確定無人艇的無人艇海域信息和待回收垃圾的垃圾海域信息；根據無人艇海域信息進行無人艇模型建立，生成無人艇運動模型；根據垃圾海域信息進行待回收垃圾模型建立，生成垃圾運動模型；根據無人艇運動模型和垃圾運動模型進行路徑規劃，生成目標回收路徑；根據目標回收路徑對待回收垃圾進行追蹤回收。通過上述方式，基于無人艇運動模型和垃圾運動模型，實現對待回收垃圾的精準跟蹤，并基于標回收路徑實現對待回收垃圾的回收工作，提高了垃圾回收時的安全性，同時應用范圍廣且效率高，節省了人力成本。節省了人力成本。節省了人力成本。
