泰山学院

刘智勇，杨 晨，吴 杨，郭舒心

1 作品介绍

基于人工智能的水体环境分析平台主要包括人工智能视觉导航单元、水质传感器单元、气候传感器单元、电源管理单元、机动单元、主控单元以及无线传输单元，如图1所示。其中每个功能单元相互独立，既便于产品设计组装，也便于后期的维护。水质传感单元是全自动水域污染监控船最主要的单元，它实现了传感器模块的固定、电器连接、数据转换以及传感器模块的识别。气候传感器模块是本平台的辅助传感器单元，负责收集气压、空气湿度和空气温度等指标，便于协助用户测算蒸发量等水文数据。电源管理单元主要负责整体电源的供应，同时也负责管理太阳能充电过程以及电池放电过程。机动单元主要负责船体的驱动，将船体推动到用户指定位置，便于检测大规模水域面积内不同的位置。主控单元主要负责平台内部各种控制过程的管理以及模拟与数字信号数据的转换。无线传输单元内部分为两个模块：一个为数据传输模块，负责传输数据以及设备组网；另一个为GPS模块，负责获取卫星授时以及水体环境分析平台的位置信息。

图1 基于人工智能的水体环境分析平台的结构设计

2 技术原理

2.1 视觉自动避障单元

为了实现船体的自动导航，在平台内置了Open MV人工智能视觉分析自动避障系统，避障系统与主控系统相结合。在水体环境分析平台的前方两侧分别配有Open MV视觉避障传感器，当前方出现障碍物时Open MV会自动识别出障碍物距离并进行主动避障。……