(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 (43)申请公布日 (21)申请号 201910325415.9
(22)申请日 2019.04.22
(71)申请人 西安电子科技大学
地址 710071 陕西省西安市太白南路2号西
安电子科技大学
(72)发明人 夏晓波　黄思齐　刘子晴　程帅　
(74)专利代理机构 西安长和专利代理有限公司
61227
代理人 黄伟洪
(51)Int.Cl.
G05D 1/08(2006.01)
G05D 1/10(2006.01)
(54)发明名称一种基于无人机的水上垃圾打捞控制方法及系统、无人机(57)摘要本发明属于无人机技术领域，公开了一种基于无人机的水上垃圾打捞控制方法及系统、无人机；无人机自动巡航监测，实时拍照上传服务端，判断水域是否存在异物；运用APP对无人机整体控制，实时监测各项数据；使用液压控制系统控制垃圾收集网，从而采集海洋垃圾。

所述基于无人机的水上垃圾打捞控制系统包括：飞行控制模块，用于保证其平稳飞行；图像采集模块，用于解析摄像头的信号；图像处理模块，用于处理图像信息，识别图像；机械爪模块，用于自主设计机械爪，抓取物体；通信与定位模块，用于路径规划与返航。

本发明能够轻松快速对目标进行搜索、锁定与打捞，在节省人力的同时大大节约打捞成本，为目前国内环境污染问题提供更便利高效的
解决方案。

权利要求书2页 说明书8页 附图4页CN 110187714 A 2019.08.30
C N 110187714
A
权　利　要　求　书1/2页CN 110187714 A
1.一种基于无人机的水上垃圾打捞控制方法，其特征在于，所述基于无人机的水上垃圾打捞控制方法包括以下步骤：
第一步，无人机自动巡航监测，实时拍照并上传至服务端，判断水域是否存在异物；
第二步，运用手机APP进行对无人机整体的控制，并实时监测各项数据；
第三步，使用液压控制系统对垃圾收集网进行控制，采集海洋垃圾。

2.如权利要求1所述的基于无人机的水上垃圾打捞控制方法，其特征在于，所述基于无人机的水上垃圾打捞控制方法具体包括：
采用PID算法来进行对于无人机的控制；结合卡尔曼滤波等算法进行干扰的消除；
在目标识别方面，结合机器学习与神经网络相关的内容进行识别；
在通讯方面，通过Dji SDK通过开发手机端的App来对无人机进行控制；
路径控制方面，首先采用自动巡航的方式，同时对摄像头所拍摄的图像采集并通过手机上传到服务端进行处理；如果发现疑似垃圾的物体则巡航自动停止，通过手机App进行打捞。

3.一种执行权利要求1所述基于无人机的水上垃圾打捞控制方法的基于无人机的水上垃圾打捞控制系统，其特征在于，所述基于无人机的水上垃圾打捞控制系统包括：飞行控制模块，用于保证其平稳飞行；
图像采集模块，用于解析摄像头得到的信号；
图像处理模块，用于将得到的图像信息进行处理，并实现图像识别；
机械爪模块，用于自主设计机械爪，实现物体抓取；
通信与定位模块，用于实现路径规划与返航。

4.如权利要求3所述的基于无人机的水上垃圾打捞控制系统，其特征在于，所述基于无人机的水上垃圾打捞控制系统采用N3多旋翼飞控系统，以ARM为基核，电源电路、晶振电路、复位电路保证其正常运行，外接SDRAM，闪存芯片。

5.如权利要求3所述的基于无人机的水上垃圾打捞控制系统，其特征在于，所述基于无人机的水上垃圾打捞控制系统的N3主控制器包括：
电机和舵机：驱动模块使机电部分运转；
传感器：收集信息；
无线发送模块：将图像信息无线传输到手机端；无线接收模块：接收手机端发送过来的信息；
N3主芯片，处理将从各个模块接收到的信息带到相应算法中处理；按照处理结果输出，控制外设模块的运行。

6.如权利要求3所述的基于无人机的水上垃圾打捞控制系统，其特征在于，所述基于无人机的水上垃圾打捞控制系统具体的系统框架为：
无人机飞行控制系统，用于飞行控制，姿态校准，起飞与降落的一系列控制工作；
任务反馈系统，由地面站发送巡航指令，依次按照规划路线进行巡航，当巡航结束时，反馈给地面站；
智能导航与避障系统，在进行巡航及打捞工作时，连续进行超声波测距工作，当与障碍物距离超过预警值是自动悬停，等待地面站控制信号；
机载计算机系统，提供数据计算，节点间数据传输工作；
2。