一种无人机清理湖面垃圾的方法及系统与流程

本发明涉及无人机技术领域，更具体的说，涉及一种无人机清理湖面垃圾的方法及系统。

背景技术：

由于人们无视环境保护，使得近几年来世界环境日益恶劣，湖泊、河流中的垃圾污染随处可见，水面的漂浮物越来越多，造成水面污染，影响卫生，甚至阻碍航道，尤其是在旅游景区的湖面如果有很多可见的漂浮物垃圾的话，会严重影响到整个景区的环境美观，为了清理这些水面漂浮垃圾，环保部门每年都要投入大量的人力、物力和财力，定期进行人工打捞，而如果真的是人工打捞的话，现在的人工打捞工具均为捞勺、捞网或简单小型的打捞设备，致使人工打捞的劳动强度大，作业效率低，清理效果也不理想。

技术实现要素：

本发明可通过无人机自动实现湖面垃圾的打捞，替代了雇佣大量人工进行湖面垃圾的人工清理，提高了垃圾清理效率的同时，减少了垃圾清理的成本投入，提供了一种无人机清理湖面垃圾的方法及系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种无人机清理湖面垃圾的方法，所述方法包括：

获取湖面图像信息，并对所述图像进行识别，识别出湖面垃圾的位置；

承载垃圾收集筐在湖面上存在有垃圾的地方飞行，并收集湖面上的垃圾；

检测到所述垃圾收集筐的重量达到预设值时，向垃圾收集船求助，并把垃圾倒入垃圾收集船中，所述预设值包括第一预设值、以及第二预设值。

优选的，所述获取湖面图像信息，并对所述图像进行识别，识别出湖面垃圾的位置包括：

通过设置在无人机上的摄像机进行拍照获取湖面图像。

优选的，获取湖面图像信息，并对所述图像进行识别，识别出湖面垃圾的位置包括：通过图像处理模块对图像进行识别，将所述图像与预存的垃圾图片进行对比，如果所述图像存在共同点则说明有垃圾，并确定所述垃圾的位置。

优选的，所述检测到所述垃圾收集筐的重量达到预设值时，向垃圾收集船求助，并把垃圾倒入垃圾收集船中，所述预设值包括第一预设值、以及第二预设值包括步骤：

间隔检测垃圾收集筐的重量，并将所述重量与预设值进行比较；如果所述重量超过第一预设值，停止收集垃圾，并搜索垃圾收集船的位置。

优选的，所述检测到所述收集框的重量达到预设值时，并向垃圾收集船求助，并把垃圾倒入垃圾收集船中，所述预设值包括第一预设值、以及第二预设值还包括步骤：

确定垃圾收集船的位置后，把垃圾收集筐拖到垃圾收集船上，并将垃圾倒入垃圾收集船中。

优选的，所述检测到所述收集框的重量达到预设值时，并向垃圾收集船求助，并把垃圾倒入垃圾收集船中，所述预设值包括第一预设值、以及第二预设值还包括步骤：

如果所述重量超出第二预设值，则报警并向垃圾收集船发送求助信号，等待收集船靠近并把垃圾倒入垃圾收集船中。

一种无人机清理湖面垃圾的系统，包括：无人机、垃圾收集船，所述无人机与所述垃圾收集船通信连接；

所述无人机包括：

通信模块，用于与所述垃圾收集船通信；

获取模块，用于获取湖面图像和识别所述图像；

定位模块，用于定位自身的位置以及定位所述垃圾收集船的位置；

垃圾收集模块，用于收集湖面上的垃圾；

检测模块，用于检测垃圾收集筐的重量；

存储模块，用于存储图像以及预设值；

所述垃圾收集船包括：

通信模块，用于与所述无人机通信；

垃圾存放模块，用于存放无人机收集到的垃圾。

优选的，所述垃圾收集模块包括：设置在所述无人机上的拖拉机构、以及与所述拖拉机构对应设置的旋转组件；这样可以通过所述拖拉机构以及旋转组件将垃圾收集筐固定在所述无人机上，无人机带着所述垃圾筐在湖面上进行垃圾收集。

优选的，所述垃圾收集模块还包括：前端悬挂在所述拖拉机构上，尾端悬挂在所述旋转组件上的垃圾收集筐。所述无人机可以通过所述拖拉机构以及旋转组件拖着所述垃圾收集筐在湖面上进行垃圾收集；并且，当需要倒垃圾时，可通过所述旋转组件将垃圾收集筐的尾部提起，这样垃圾收集筐的开口朝下，尾部朝上，实现倒垃圾的目的。

优选的，所述无人机还包括报警模块，当所述重量超过预设值时，用于报警。当所述无人机检测到垃圾收集筐的垃圾重量已经超出无人机设置的第二预设值时，所述无人机可以报警示意垃圾收集筐的垃圾超重了，并请求垃圾收集船提供支援。

本发明带来的有益效果：此方法是由无人机来完成整个打捞过程，通过图像识别可实现自动的在整个湖面上方飞行进行对垃圾的打捞，完成打捞后可通知附近船舶前往对垃圾进行收集，此过程中，无需人工进入湖面对垃圾打捞处理，这样，便替代了雇佣大量人工进行湖面垃圾的清理，提高了垃圾清理效率的同时，也减少了垃圾清理的成本投入。

附图说明

图1为本发明实施例中的方法流程图；

图2为本发明实施例中的匹配流程图；

图3为本发明实施例中的系统结构示意图；

图4为本发明实施例中无人机结构模块图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，提供了一种无人机清理湖面垃圾的方法，所述方法包括：

s100、获取湖面图像信息，并对所述图像进行识别，识别出湖面垃圾的位置。

具体的，无人机1飞行进入到湖面上方时，首先对其湖面状况进行图像扫描，对湖面状况进行图像扫描前，无人机1将会开启扫描系统，打开设置在无人机1上的摄像机，并通过其摄像机来获取湖面的图像信息，湖面的图像信息被无人机1所识别，便能确定湖面是否存在有可打捞的漂浮垃圾。

进一步的，无人机1通过图像处理模块对所采集的湖面图像进行识别，且无人机1内预存有湖面垃圾对比图形，将所述湖面图像与预存的垃圾图片进行对比，如果所述图像存在共同点则说明湖面有漂浮垃圾存在，并确定其漂浮垃圾的位置。

更进一步的，通过无人机1识别漂浮垃圾的位置信息，进而确定其漂浮垃圾的分布情况以及漂浮垃圾的存在数量，其中，所述漂浮垃圾可包括垃圾的大小以及垃圾的种类，且所述漂浮垃圾的种类可包括纸质类、塑料瓶、塑料袋以及落叶等。

作为本发明一种可能实施例中，无人机1可通过图像处理模块对所采集的湖面图像进行识别，识别出漂浮在湖面上的垃圾的种类，并确定其位置；所述图像处理模块包括：用于采集湖面图片的摄像机、以及用于对所述湖面图片进行分析处理的图片处理器、以及用于存储预先设置的图片和从湖面采集到的湖面图片的存储模块。因为湖面上的垃圾种类多，有些垃圾是可以回收利用的，那么就可预先对所述无人机1进行设置，只要求所述无人机1识别湖面上漂浮的可回收的目标垃圾，并确定所述垃圾的位置。比如，湖面漂浮的可回收瓶子垃圾比较多，就可预先在所述无人机1内存储有瓶子图片，当所述摄像机采集到所述湖面图片中出现与预先存储在所述存储模块中的瓶子图片有相同点或者相似时，识别出湖面垃圾瓶子的位置，这样可针对性的对不同的垃圾进行收集。如果所述湖面上的垃圾没有什么利用价值的可一同打捞。

s101、承载垃圾收集筐在湖面上存在垃圾的地方飞行，并收集湖面上所存在的漂浮垃圾。

具体的，无人机1通过摄像机获取湖面图像信息后，打捞时将飞行至水面漂浮垃圾上方，飞行时并承载着垃圾收集框进行打捞，打捞过程中垃圾收集框与其湖面相接触，进而由于无人机1飞行带动垃圾收集框在水面上移动，故可将漂浮垃圾收集到垃圾收集框内，其中，所述垃圾收集框与无人机1保持一致移动，并通过其连接杆或拉绳等固定结构被固定在无人机1下方位置。

更具体的，由于湖面垃圾基本漂浮于湖面上，固然垃圾的自身密度较小，质量也相对较小，且漂浮垃圾不会大幅度的在其湖面上移动，漂浮垃圾只需与其垃圾收集框接触，无人机1飞行带动垃圾收集框移动时，其漂浮垃圾也同时被带动到垃圾收集框内。

s102、检测到所述垃圾收集筐的重量达到预设值时，向垃圾收集船8求助，并把垃圾倒入垃圾收集船8中，所述预设值包括第一预设值、以及第二预设值。

具体的，湖面漂浮垃圾后打捞被其垃圾收集框所收集在一起，所述垃圾收集框大小固定，且收集垃圾数量以及重量都有限。其中，无人机1上对垃圾收集的重量设置有预设值，所述预设值可用于对比垃圾收集框内的垃圾重量，无人机1可通过对比数据进而判断所收集的垃圾重量是否超重。

具体的，所述预设值还对其无人机1其到安全防护作用，无人机1间隔检测垃圾收集框所收集的垃圾重量，可避免由于漂浮垃圾收集数量过多而超重，使其无人机1升力不足而掉落发生意外。

进一步的，若无人机1检测到垃圾收集框的重量达到预设值时，此时无人机1将停止飞行打捞其水面漂浮垃圾，将搜索附近垃圾收集船8的位置，并向垃圾收集船8发送救助信息，通知其垃圾收集船8前往援助，对垃圾收集框内的垃圾进行收集处理。垃圾收集船8到达后，其无人机1可飞行至上方，转动垃圾收集框并将框内垃圾直接倒入船舶垃圾箱内。

进一步的，所述无人机1上还设置有信息收发模块，无人机1搜索附近垃圾收集船8的位置后，便选择与其无人机1位置最近一艘发送救助信息。其中，所述救助信息可通过gprs通讯技术或无线蓝牙等进行发送至垃圾收集船8，当然，所述垃圾收集船8也同样设置有信息收发模块以及定位系统，接收求助信息后可对其无人机1所在位置进行定位，工作人员并驾驶所述垃圾收集船8赶往无人机1所在地点。

进一步的，所述预设包括第一预设值以及第二预设值，当然，设置两次预设值，无人机1可承受最大预设值内的垃圾重量，到达第一预设值，无人机1不再打捞漂浮垃圾，搜索附近垃圾收集船8位置，并发送求助信息可在湖面内短距离飞行等待援助船舶到来，到达第二预设值时，无人机1也将不能再进行打捞漂浮垃圾，发送求助信息后并且只能原地等待援助船舶。

作为一种可能的实施例，所述预设值当然也可只设置为一个，其所起作用大致相同，都用于对比其垃圾收集框内所收集的漂浮垃圾重量，若所收集的漂浮垃圾重量处于预设值时，无人机1便可发出警报，将不再打捞其漂浮垃圾，可原地或飞行至岸边等待援助船舶的到来。

作为另一种可能的实施例，所述垃圾收集船8收集完其垃圾收集框内的所有漂浮垃圾后，便可对其垃圾进行分类处理，湖面所存在的漂浮垃圾大多为纸质类、塑料瓶、塑料袋以及落叶等，且其中存在有可回收类，如纸质类垃圾及塑料瓶等可烘干消毒后进行加工可再次利用制造相关物品；不可回收类可进行焚烧等处理，这样，在美化环境的同时部分垃圾可得到再次利用。

如图2所示，在本发明实施例中，所述检测到收集框的重量达到预设值时，并向垃圾收集船8求助，并把垃圾倒入垃圾收集船8中，所述预设值包括第一预设值、以及第二预设值还包括步骤：

s110、间隔检测垃圾收集筐的重量，并将所述重量与预设值进行比较。

s111、若检测到的垃圾收集框的重量没有达到所预设值时，其无人机1继续飞行带动垃圾收集框打捞其漂浮垃圾。

s112、若所述重量超过第一预设值，且没有达到第二预设值，则无人机1停止收集垃圾，并搜索垃圾收集船8的位置。

具体的，无人机1打捞漂浮垃圾过程中间隔时间对垃圾收集框的重量进行检测，并将检测值首先与第一预设值进行大小比较，当所检测值处于预设值之外，则说明垃圾收集框的重量处于超重状态，此时，无人机1在其湖面上飞行且不再对漂浮垃圾进行打捞，随之查询附近的垃圾收集船8的位置信息，向与自身位置距离最近的船舶发送求助信息，无人机1可承载所打捞的漂浮垃圾在湖面上进行短距离飞行，或飞行至湖岸等待援助船舶的到来。

s113、若所述重量超出第二预设值，则报警并向垃圾收集船8发送求助信号，等待收集船靠近并把垃圾倒入垃圾收集船8中。

具体的，无人机1所承载的垃圾收集框重量达到第二预设值时，则此时为无人机1所承受重量的最大限度，此时无人机1也将不在进行对湖面漂浮垃圾的打捞，只能原地等待援助船舶到来并发出报警。垃圾收集船8到达后，其无人机1可飞行至上方，转动垃圾收集框并将框内垃圾直接倒入船舶垃圾箱内，船内所收集的湖面漂浮垃圾可由工作人员自行处理。

如图3所示，在本实施例中，还提供一种无人机清理湖面垃圾的系统，包括：无人机、垃圾收集船8，所述无人机1与所述垃圾收集船8通信连接；

如图4所示，所述无人机还包括：

获取模块2，用于获取湖面图像和识别所述图像；无人机1进入湖面进行垃圾打捞前，利用所述图像获取模块2获取湖面信息，并识别其图像，从而得知湖面上所存在的漂浮垃圾的位置信息。

存储模块3，用于存储图像以及预设值；无人机1通过获取湖面图像信息后便将其图像信息与自身存储的垃圾图像进行对比，如果与获取图像存在共同点则说明有湖面垃圾存在，并确定所述垃圾的位置。

无人机1对打捞的湖面漂浮垃圾的承受重量存在一个最大限度值，存储模块3可存储一个或多个预设值，在打捞的垃圾过多时，用于与垃圾收集框的重量对比。

检测模块4，用于检测垃圾收集筐的重量；可判断垃圾收集框的重量是否超过无人机1的最大承受值。若处于预设值内则继续进行垃圾打捞，若超出预设值，无人机1将停止打捞垃圾。

垃圾收集模块7，用于收集湖面上的垃圾；且所述垃圾收集模块与无人机1相连，设置于无人机1下方，无人机1飞行过程中其垃圾收集模块也同时移动，并与水面相接触，移动过程中可将湖面漂浮垃圾进行收集。

通信模块6，用于与所述垃圾收集船8通信；当无人机1所打捞的垃圾过多，其重量达到预设值时，将利用其通信模块6与垃圾收集船8通信并发出救助信息，通知其垃圾收集船8前来处理无人机1所打捞的垃圾。

定位模块5，用于定位自身的位置以及定位所述垃圾收集船8的位置；无人机1打捞达到上限时，需要附近的垃圾收集船8前来处理，利用其定位模块5查询附近的垃圾收集船8位置信息以及定位自身所处位置，并选择最近一艘船舶发送求助信息。

所述垃圾收集船8包括：所述垃圾收集船8设置有通信模块，所述通信模块用于与所述无人机1通信；接收到无人机1求助信息后便向无人机1发送同意反馈信息迅速赶往无人机1所在地。

垃圾存放模块，所述垃圾存放模块用于存放无人机1收集到的垃圾，可便于过后的人工处理。

在本发明实施例中，所述垃圾收集模块包括：设置在所述无人机1上的拖拉机构、以及与所述拖拉机构对应设置的旋转组件；这样可以通过所述拖拉机构以及旋转组件将垃圾收集筐固定在所述无人机1上，无人机1带着所述垃圾筐在湖面上进行垃圾收集。

在本发明实施例中，所述垃圾收集模块还包括：前端悬挂在所述拖拉机构上，尾端悬挂在所述旋转组件上的垃圾收集筐。所述无人机1可以通过所述拖拉机构以及旋转组件拖着所述垃圾收集筐在湖面上进行垃圾收集；并且，当需要倒垃圾时，可通过所述旋转组件将垃圾收集筐的尾部提起，这样垃圾收集筐的开口朝下，尾部朝上，实现倒垃圾的目的。

在本发明实施例中，所述无人机1内还设置有报警系统，由于无人机1自身体积不大，援助船舶赶往时其工作人员可能会难以发现无人机1的具体位置，其报警系统可通过报警来示意自身所处位置，可更方便、更容易的使得垃圾收集船8上的工作人员确定无人机1所处位置，好进一步对其打捞垃圾进行收集处理。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。