无人水面溢油监测回收系统

一、项目简介

近年，无人艇的水面溢油监测回收系统研发已经实现了在危险环境中完成水面溢油的无人自主监测与回收任务，解决了人工作业不安全的问题。

该无人水面溢油监测回收系统由全方位视频监控、油膜面积测量、溢油采样与收集装置、搭载平台、无人艇路径规划与跟踪等子系统构成。系统由“海腾01”无人艇搭载，可以40节的高速赶往事发现场；通过6台广角相机构成的360度视频监控子系统将视频实时发回岸基或母船的监控中心；当发现溢油污染后，通过立体视觉系统测量溢油污染的面积，并通过遥控指令将溢油采样与收集装置施放到油膜区域；根据双目立体视觉测量的油膜区域和声呐测量的水下障碍物分布，进行溢油收集的路径规划，并沿规划的路径完成对水面溢油的收集。完成任务后，自动将溢油收集装置回收至船艏甲板，携带收集的溢油返航。溢油采样与收集装置的载运、施放、运行和回收的整个过程通过位于艇艏的2台摄像机实现实时远程监控。

该系统具有高速载运、远程操控、实时视频传输等特点，可进一步开发用于水面其他污染监测与应急搜救等任务的无人作业。

二、技术创新点

1.具有三种工作模式：在开阔水域，全自航模式可自主路径跟踪和避障；在相对复杂水域，半自航模式可自主跟踪路径并通过远程视频遥控避障；在复杂水域，可采用全遥控模式，具有障碍物报警功能，保证安全。

2.控制系统具有开放的接口，可通过RS-232、RS-485、USB、CAN总线和以太网与各类通讯导航设备和任务设备连接，便于进一步的应用开发。

3.可基于PLC、嵌入式系统和工控机三种类型的硬件平台，可满足体积、功耗和可靠性等方面的不同需求。

三、专利发明

[1] 王建华，李刚，刘康克，冯海涛，张晓杰，熊亚洲，一种无人水面艇视觉系统的标定参数实时监测方法, 发明专利授权，专利号：201210054934.4.；

[2] 王建华，刘康克，李刚，熊亚洲，张晓杰，冯海涛，一种无人水面艇的视觉系统在线标定方法, 发明专利授权，专利号：201210055526.0.；

[3] 王建华，熊亚洲，刘康克，李刚，冯海涛，张晓杰，一种基于图像纹理特征的水面浪级监测方法, 发明专利授权，专利号：201210217025.8.；

[4] 蔡琨，王建华，杨勇生，褚建新，莫剑英，沈爱弟，水面机器人溢油回收装置的搭载平台，发明专利授权，专利号：201210549629.2；

[5] 李登超，王建华，杨勇生，肖跃华，王继明，莫剑英，海上溢油回收处理装置的收放数字电液控制系统，发明专利授权，专利号：201210549629.2 ；

[6] 杨钊，王建华，吴玉平，付翔，谭胜强，基于模糊PID的无人水面艇直线跟踪方法，发明专利实审，申请号：201410027287.7；

四、应用领域

该系统已实现水面溢油监测与回收的无人作业。“海腾01”具有2吨的搭载能力和足够的甲板面积，可更换不同的搭载设备，进一步开发用于其它领域的危险作业。