面向流域安全的巡检救援智能无人船系统的制作方法

1.本技术涉及智慧水利技术领域，具体涉及面向流域安全的巡检救援智能无人船系统。

背景技术：

2.近年来，各种类型的无人船在全球范围内呈现出快速发展之势，特别是用于军事和科考领域的无人船。2020年，据英国《新科学家》周刊网站报道，一艘机器人货船首次通过了巴拿马运河。ibm联手海洋研究组织promare合作打造了无人驾驶船mayflower autonomous ship号，提供一种安全、灵活并具有成本效益的方式来收集海洋数据，以帮助科学家了解全球变暖、微塑料污染和海洋哺乳动物保护等问题。而内陆流域由于存在障碍物多及水域环境复杂等问题，造成全自动无人驾驶船开发困难，部分无人船亦存在图像处理程度不够、巡检路线自主转换能力弱和自主作业能力弱等问题。

技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的无人船亦存在图像处理程度不够、巡检路线自主转换能力弱和自主作业能力弱等问题，本技术提供一种服务于流域安全的具有安防巡检、测量测绘及灾难救援功能的面向流域安全的巡检救援智能无人船系统。
4.为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：
5.面向流域安全的巡检救援智能无人船系统是一种运行于水面的自主移动机器人系统，主体是一个自动引导船，长度*宽度设计为20米*1.5米、40米*2.5 米、60米*5.5米三种大小规格，依据使用场景可选择具体尺寸。从机械结构看，与排爆机器人、火星机器人有类似之处，但由于作业环境是水系统，需考虑水系统的一系列特殊情况，设备和器件的防水功能必须优先考虑。
6.主要包括以下技术要素模块：各功能域控制器、通信网络、传感器、执行器、智能计算平台、决策大脑。
7.由以下主要软硬件单元组成：ros操作系统、地图、gps(或北斗)+惯性导航(imu)导航定位、毫米波雷达、激光雷达、可见光视觉传感器、红外传感器、声纳测深仪(前置声纳(front sonar)+侧扫声纳(side sonar))、机械手臂、路径规划、域控制器及域控制系统、水网通信、船载ai云控平台、岸边 ai云控平台、光伏发电系统、混合动力系统、船联网、无人船仿真系统。
8.所述无人船以“认知”、“决策”、“控制”三个核心工作任务模块作为系统架构的核心节点，并构建出一个自主ai闭环。无人船在行驶过程中自行感知水域环境及周围情况，并对感知信息进行智能处理和认知计算，形成对全局环境的理解，进一步通过各种算法决策如何应对环境变化，最后将决策信息传递给各控制系统形成执行命令，完成自动驾驶动作。
9.2、无人船域控制器及域控制系统电路
10.无人船域控制系统及各域控制器如图2所示。将整个无人船域划分为以下域：环境
感知域、运动控制域、网络通信域、能源管理域、船舱自动驾驶域、导航定位域、故障诊断域、大数据分析域、中控台船舶资源管理域、中控台河岸资源管理域、中控台载物管理域、总控协调域。对应的域控制器为：环境感知域控制器、运动控制域控制器、网络通信域控制器、能源管理域控制器、船舱自动驾驶域控制器、导航定位域控制器、故障诊断域控制器、大数据分析域控制器、中控台资源管理域控制器、总控协调域控制器。所有域控制器经无人船专用工业以太网通信网络互联形成网络化域控制系统。
11.域控制系统中采用主频为400mhz或更高频率的多核实时mcu，mcu包含6 个arm cortex-r52内核，其中4个内核以锁步配置运行，以执行实时错误检查。域控制器选择28nm制程的mcu，最大限度提高集成度，允许支持超大型应用程序所需的大容量非易失性存储器nvm。
12.域控制器间通过船载专用以太网互联，形成船载通信骨干网。环境感知域控制器通过总线与布置在船舶各处的摄像头、毫米波雷达、激光雷达及冗余雷达等连接。通过船载以太网与远程通信模块连接，实现无人船与岸边控制站的通信。域控制器具有高算力、高实时性、接口丰富等特点。域控制器可以支持功能域内软件的集中化，减少跨域功能增加带来的系统复杂性，有利于数据在域内和域间流通。
13.所述无人船的“域”是指将无人船电子电气和机械系统根据功能划分为若干功能块，每个功能块以域控制器为核心，域内外部设备通过标准化接口与域控制器连接，从而实现模块化组装功能。
14.无人船域控制系统采用域模块化架构，将来自多个域的多个ecu进行整合，以减少整船线束的数量，线束数量的减少可降低无人船的重量和接线复杂性，重量的降低可以提升无人船的续航里程。
15.存储器：与上述mcu电路搭配的nvm使用flash，其类型选择浮栅或 ct(charge-trap)nor flash。nvm用于存储代码和数据。400mhz的cpu搭配 25mhz的nvm。mcu使用缓存来最小化内存等待状态，缓存通过算法来预测下一条执行的指令。
16.3、船载机器人
17.船上安装有3个智能机器人：(1)安防巡检机器人。安装于船体上方，能够大范围探测周围环境，通过视觉方式检测识别流域空间内的水域、河岸、道路、人、动物等目标，及时发现可疑目标并跟踪和报警。(2)测量机器人。由声纳测深仪和激光雷达测绘仪组成，各仪器分布式安装于船体底部、上方、左右侧，能够以全方位覆盖方式实现水域测深、地形测绘、地貌感知等功能。(3) 救援打捞机器人。用于巡检或应急救援情况下的水中作业，机械臂前端装有摄像头和rfid读写器。
18.4、基于声纳测深和声纳图像感知的声纳探测系统
19.通过船载声纳探测系统实现大范围实时测深，为水流量计算、水位计算及预警提供依据，从而为数字孪生水利提供精准感知数据。同时，可获取声纳图像，为无人船环境感知系统提供数据。配置远近距离探测两类声纳测深仪，近距离声纳测深仪采用相干声纳多波束测深系统geoswath plus，适用于200米以内的较为平坦的区域场景,如内河航道、水库大坝、城市景观河；远距离声纳测深仪采用多波束测深系统seabeam 1180，适用于地形复杂区域，工作水深最深可到500—600m。声纳探测系统包括前置声纳/front sonar和侧扫声纳/sidesonar，分别安装于船体前方和侧方位。
20.相干声纳geoswath采集回波振幅、回波时间和相位差，通过数据处理得到水深数据和声纳图像。相干声纳geoswath根据发射频率有3种类型可选，发射频率分别为125、250和500khz。geoswath plus由左右两个换能器组成，呈“v”字型，每组换能器由1个发射基元和4个接收基元组成，与竖直方向夹角为3 0
°
，单边波束开角为120
°
。换能器发射扇形声波，河底的回波信号被接收器接收，振幅形成声纳图像，4个接收板接收到回波信号的相位是不同的，接收基元之间的间距是固定的，根据相干原理，它们接收的回波相位差和波束到达角存在固定的关系，进而计算出到达角的大小，通过误差补偿，结合记录的波束传播时间即可进行深度与横向位置的计算。
21.5、雷达点云环境感知与复现
22.通过船载雷达点云实现高精度、全天候、大范围水域环境测绘、感知及复现，采用图神经网络深度学习算法对水域环境雷达感知图像进行语义分割，实现对水域环境的语义理解，将语义理解结果实时传送给运动域控制器。
23.6、无人船通信系统
24.无人船内部通信系统采用改进型专用以太网10base-t1s。采用“协调器+ 多节点控制器”通信模式，无需交换机或网关的加入，可实现多节点自由通信。网络架构里有一个协调者，其他为节点控制器。
25.7、能源动力系统
26.采用节能设计，使用太阳能驱动的混合电动马达提供动力。在适当时候，只使用氨气等可再生燃料。
27.8、无人船巡检电子标识器
28.为流域巡检空间中每一段路配置电子标识器(简记为：prid)，电子标识器的一端位于无人船的机械臂上，另一端位于岸上。电子标识器内置一个无线射频识别rfid电子标签，电子标签中事先写入位置编码，位置编码采用五段式格式：流域id-河流id-河段id-巡检打卡地点id-扩展码。其中，扩展码根据实际场景需要设定相应的内容。通过这种rfid电子标签数据格式设计，可使流域巡检空间中每一个被检测对象都具有一个空间上的固定唯一标识，即在空间中被检测对象具有固定的位置属性，正是利用这一点，机器人可实现对被检测对象的准确定位与查。
29.无人船机器人的机械臂上装有rfid读写设备/电子标识器，被巡检流域空间沿线岸边安装有多个固定的岸边rfid读写设备/电子标识器。巡检过程中，无人船通过无线通信方式能够以较远的距离读写岸边巡检固定设备，并记录进无人船数据存储系统。
30.9、导航定位虚拟数字水网
31.船载电子标识器与岸边固定电子标识器组合后形成带有空间坐标的以电子标识器数据包为节点的虚拟数字水网。虚拟数字水网包含电子标识器节点及其连接线两大类组成要素，采用图神经网络形式表示和计算。经图神经网络实时计算后生成实时的智能水网导航文件，巡检机器人在巡检过程中可通过访问智能水网导航文件快速定位。
32.10、巡检测量大数据分析
33.对采集到的巡检、测量大数据进行实时在线智能分析，挖掘关键信息，萃取数据价值。根据巡检测量大数据挖掘分析结果，进一步实现无人船轨迹分析与追踪、事故追溯、事故分析，形成流域安全画像。
34.本技术的有益效果是：
35.(1)帮助实现流域巡检系统的少人化、无人化，提高人工智能辅助的流域巡检系统的可靠性、精准度、实时性，保障流域安全。
36.(2)提供能够融合设备故障、设备工作状态、相关影响因素(如气象数据) 时空大数据的更加详细全面的关联分析与综合研判，经无人船机器人的人工智能算法处理后给出更加科学、合理、实时的巡检结果，保证数据真实可靠。
37.(3)充分考虑流域物联网时空作业环境的巡检机器人定位、识别及机械手控制问题，重点突破异质多模态融合特征驱动下巡检无人船类自主移动机器人的视觉识别与机械手智能控制问题，提升作业能力。
38.(4)能够实现大范围实时测深，为水流量计算、水位计算及预警提供依据，从而为数字孪生水利提供精准感知数据，改进水体测量技术和测量方法。
39.(5)能够通过船载雷达点云实现高精度、全天候、大范围水域环境测绘及水域环境感知，从而改变和提升传统测绘方式。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为本专利的无人船系统总体技术方案；
42.图2为本专利的无人船域控制系统；
43.图3为本专利的无人船船载安防巡检机器人；
44.图4为本专利的无人船系统软件架构；
45.图5为本专利的无人船在流域巡检场景中的应用。
具体实施方式
46.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
47.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
48.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
49.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描
述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
50.此外，本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
51.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
52.实施例1：
53.面向流域安全的巡检救援智能无人船系统是一种运行于水面的自主移动机器人系统，主体是自动引导船，长度*宽度设计为20米*1.5米、40米*2.5米、60米*5.5米三种大小规格，依据使用场景选择尺寸；包括以下模块：各功能域控制器、通信网络、传感器、执行器、智能计算平台和决策大脑；由以下单元组成：ros操作系统、地图、gps 或北斗惯性导航导航定位、毫米波雷达、激光雷达、可见光视觉传感器、红外传感器、声纳测深仪、机械手臂、路径规划、域控制器及域控制系统、水网通信、船载ai云控平台、岸边ai云控平台、光伏发电系统、混合动力系统、船联网、无人船仿真系统；所述无人船构建自主ai闭环，在行驶过程中自行感知水域环境及周围情况，并对感知信息进行智能处理和认知计算，形成对全局环境的理解，通过若干算法决策应对环境变化，最后将决策信息传递给各控制系统形成执行命令。
54.实施例2：
55.本实施例在实施例1的基础上，对域控制器及域控制系统进行进一步的优化与限定。
56.所述域控制器包括环境感知域控制器、运动控制域控制器、网络通信域控制器、能源管理域控制器、船舱自动驾驶域控制器、导航定位域控制器、故障诊断域控制器、大数据分析域控制器、中控台资源管理域控制器和总控协调域控制器；域控制系统中采用主频至少为400mhz多核实时mcu，mcu包含6个armcortex-r52内核，其中4个内核以锁步配置运行，执行实时错误检查，域控制器选择28nm制程的mcu，最大限度提高集成度，允许支持超大型应用程序所需的大容量非易失性存储器nvm。
57.无人船域控制系统及各域控制器如图2所示。将整个无人船域划分为以下域：环境感知域、运动控制域、网络通信域、能源管理域、船舱自动驾驶域、导航定位域、故障诊断域、大数据分析域、中控台船舶资源管理域、中控台河岸资源管理域、中控台载物管理域、总控协调域，域控制器与之一一对应，所有域控制器经无人船专用工业以太网通信网络互联形成网络化域控制系统。
58.值得说明的是，所述无人船的“域”是指将无人船电子电气和机械系统根据功能划分为若干功能块，每个功能块以域控制器为核心，域内外部设备通过标准化接口与域控制器连接，从而实现模块化组装功能。无人船域控制系统采用域模块化架构，将来自多个域的多个ecu进行整合，以减少整船线束的数量，线束数量的减少可降低无人船的重量和接线复杂性，重量的降低可以提升无人船的续航里程。
59.本实施例中优选的，所述域控制系统的域控制器之间通过船载专用以太网互联，所述环境感知域控制器通过总线与摄像头、毫米波雷达、激光雷达及冗余雷达连接。通过船载以太网与远程通信模块连接，实现无人船与岸边控制站的通信。域控制器具有高算力、高实时性、接口丰富等特点。域控制器可以支持功能域内软件的集中化，减少跨域功能增加带来的系统复杂性，有利于数据在域内和域间流通。
60.实施例3：
61.本实施例在上述任一实施例的基础上，进行了进一步的优化与限定。
62.本技术中的系统从整体上看，包括船载机器人如下：安防巡检机器人，安装于船体上方，能够大范围探测周围环境，通过视觉方式检测识别流域空间内的水域、河岸、道路、人和动物目标；测量机器人，由声纳测深仪和激光雷达测绘仪组成，分布式安装于船体底部、上方和左右侧，以全方位覆盖方式实现水域测深、地形测绘和地貌感知；救援打捞机器人，用于巡检或应急救援情况下的水中作业，机械臂前端装有摄像头和rfid读写器。
63.本实施例中优选的，包括声纳测深和声纳图像感知的声纳探测系统，能大范围实时测深，和获取声纳图像。本实施例中通过船载声呐探测系统实现大范围实时测深，为水流量计算、水位计算及预警提供依据，从而为数字孪生水利提供精准感知数据。同时，可获取声呐图像，为无人船环境感知系统提供数据。配置远近距离探测两类声呐测深仪，近距离声呐测深仪采用相干声呐多波束测深系统geoswath plus，适用于200米以内的较为平坦的区域场景,如内河航道、水库大坝、城市景观河；远距离声呐测深仪采用多波束测深系统seabeam 1180，适用于地形复杂区域，工作水深最深可到500—600m。声呐探测系统包括前置声呐/front sonar和侧扫声呐/side sonar，分别安装于船体前方和侧方位。
64.相干声呐geoswath采集回波振幅、回波时间和相位差，通过数据处理得到水深数据和声呐图像。相干声呐geoswath根据发射频率有3种类型可选，发射频率分别为125khz、250khz和500khz，由左右两个换能器组成，呈“v”字型，每组换能器由1个发射基元和4个接收基元组成，与竖直方向夹角为30
°
，单边波束开角为120
°
。换能器发射扇形声波，河底的回波信号被接收器接收，振幅形成声呐图像，4个接收板接收到回波信号的相位是不同的，接收基元之间的间距是固定的，根据相干原理，它们接收的回波相位差和波束到达角存在固定的关系，进而计算出到达角的大小，通过误差补偿，结合记录的波束传播时间即可进行深度与横向位置的计算。
65.本实施例中优选的，还包括船载雷达点云，实现水域环境测绘、感知及复现，采用图神经网络深度学习算法对水域环境雷达感知图像进行语义分割，实现对水域环境的语义理解，将语义理解结果实时传送给运动域控制器。
66.本实施例中优选的，还包括无人船通信系统，采用改进型专用以太网 10base-t1s，采用“协调器+多节点控制器”通信模式，网络架构里有一个协调者和多个节点控制器。
67.本实施例中优选的，包括由船载电子标识器与岸边固定电子标识器组合后形成带有空间坐标的以电子标识器数据包为节点的虚拟数字水网，包含电子标识器节点及其连接线，采用图神经网络形式表示和计算。电子标识器内置一个无线射频识别rfid电子标签，电子标签中事先写入位置编码，位置编码采用五段式格式：流域id-河流id-河段id-巡检打卡地点id-扩展码。其中，扩展码根据实际场景需要设定相应的内容。通过这种rfid电子标签数据格式设计，可使流域巡检空间中每一个被检测对象都具有一个空间上的固定唯一标
识，即在空间中被检测对象具有固定的位置属性，正是利用这一点，机器人可实现对被检测对象的准确定位与查。巡检过程中，无人船通过无线通信方式能够以较远的距离读写岸边巡检固定设备，并记录进无人船数据存储系统。
68.本实施例中优选的，还包括巡检测量大数据分析模块，对采集到的巡检、测量大数据进行实时在线分析，实现无人船轨迹分析与追踪、事故追溯、事故分析，形成流域安全画像。
69.本技术的实施步骤如下：
70.1、按照巡检作业要求将巡检空间划分成多个区域，每个区域布设岸边ai 云控平台及相应的导航标志。
71.2、无人船在河流中以自主导航方式运行，遇到水中目标和岸上目标时船载安防巡检机器人做目标检测，对可疑目标实施目标跟踪和定位，并及时将报警信息反馈给域控制系统和岸边ai运控平台。
72.3、日常巡检时，船载无线图像采集模块获得场景图像并通过无线网络传送给上位机，上位机程序进行图像处理，并计算无人船控制参数，再通过无线网络发送至无人船运动域控制器调速系统，实现pwm电机调速控制。
73.4、遇到紧急救援情况时，无人船上的船载机械臂可启动救援、打捞等操作，机械手臂可根据水深自动调节长度。
74.5、机械手的快速精准定位。采用以下方法：通过模糊定位中的坐标映射，机械手可移动到一个相对准确的目标位置，但要想实现精确抓取还需进一步确定横向世界坐标x的精确值。采用基于视觉反馈图像的分区搜索法。首先将目标所在的周边区域划分成n(n为自然数)个视觉区间，一个视觉区间对应着摄像机一次所能拍摄到的最大有效图像范围，n需根据实际系统情况通过实验确定，一个目标的视觉区间序列表示为1/n，2/n，
…
，1。视觉搜索的步骤是：
75.1)将机械手移动到模糊位置空间；
76.2)移动机械手到确定位置区间的i/n处，i为自然数且1《i《n；
77.3)对确定位置区间上拍摄到的图像进行特征提取和模式识别；
78.6、根据识别结果完成精确抓取操作。
79.7、无人船的光伏发电系统将太阳能及时转化为直流电，经逆变器逆变后变为交流电供无人船动力系统使用。
80.8、无人船在行进过程中不断进行路径规划，通过路径优化算法实时调整运行轨迹，以做到沿着最佳路径运行，可达到节能、节时效果。
81.9、在无人船出现故障或其他异常情况下，岸边ai云控平台可及时实施对无人船的远程控制及故障诊断、修复。
82.巡检到的流域数据经总控协调域控制器过滤处理后，将重要信息远程传输给流域总监控中心，必要时报送给城市管理中心和国家级管理中心。
83.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.面向流域安全的巡检救援智能无人船系统是一种运行于水面的自主移动机器人系统，主体是自动引导船，其特征在于：长度*宽度设计为20米*1.5米、40米*2.5米、60米*5.5米三种大小规格，依据使用场景选择尺寸；包括以下模块：各功能域控制器、通信网络、传感器、执行器、智能计算平台和决策大脑；由以下单元组成：ros操作系统、地图、gps或北斗惯性导航导航定位、毫米波雷达、激光雷达、可见光视觉传感器、红外传感器、声纳测深仪、机械手臂、路径规划、域控制器及域控制系统、水网通信、船载ai云控平台、岸边ai云控平台、光伏发电系统、混合动力系统、船联网、无人船仿真系统；所述无人船构建自主ai闭环，在行驶过程中自行感知水域环境及周围情况，并对感知信息进行智能处理和认知计算，形成对全局环境的理解，通过若干算法决策应对环境变化，最后将决策信息传递给各控制系统形成执行命令。2.根据权利要求1所述的面向流域安全的巡检救援智能无人船系统，其特征在于：所述域控制器包括环境感知域控制器、运动控制域控制器、网络通信域控制器、能源管理域控制器、船舱自动驾驶域控制器、导航定位域控制器、故障诊断域控制器、大数据分析域控制器、中控台资源管理域控制器和总控协调域控制器；域控制系统中采用主频至少为400mhz多核实时mcu，mcu包含6个arm cortex-r52内核，其中4个内核以锁步配置运行，执行实时错误检查，域控制器选择28nm制程的mcu。3.根据权利要求2所述的面向流域安全的巡检救援智能无人船系统，其特征在于：包括船载机器人如下：安防巡检机器人，安装于船体上方，能够大范围探测周围环境，通过视觉方式检测识别流域空间内的水域、河岸、道路、人和动物目标；测量机器人，由声纳测深仪和激光雷达测绘仪组成，分布式安装于船体底部、上方和左右侧，以全方位覆盖方式实现水域测深、地形测绘和地貌感知；救援打捞机器人，用于巡检或应急救援情况下的水中作业，机械臂前端装有摄像头和rfid读写器。4.根据权利要求2所述的面向流域安全的巡检救援智能无人船系统，其特征在于：所述域控制系统的域控制器之间通过船载专用以太网互联，所述环境感知域控制器通过总线与摄像头、毫米波雷达、激光雷达及冗余雷达连接。5.根据权利要求3所述的面向流域安全的巡检救援智能无人船系统，其特征在于：包括声纳测深和声纳图像感知的声纳探测系统，能大范围实时测深，和获取声纳图像。6.根据权利要求3所述的面向流域安全的巡检救援智能无人船系统，其特征在于：还包括船载雷达点云，实现水域环境测绘、感知及复现，采用图神经网络深度学习算法对水域环境雷达感知图像进行语义分割，实现对水域环境的语义理解，将语义理解结果实时传送给运动域控制器。7.根据权利要求3所述的面向流域安全的巡检救援智能无人船系统，其特征在于：还包括无人船通信系统，采用改进型专用以太网10base-t1 s，采用“协调器+多节点控制器”通信模式，网络架构里有一个协调者和多个节点控制器。
8.根据权利要求3所述的面向流域安全的巡检救援智能无人船系统，其特征在于：包括由船载电子标识器与岸边固定电子标识器组合后形成带有空间坐标的以电子标识器数据包为节点的虚拟数字水网，包含电子标识器节点及其连接线，采用图神经网络形式表示和计算。9.根据权利要求3所述的面向流域安全的巡检救援智能无人船系统，其特征在于：还包括巡检测量大数据分析模块，对采集到的巡检、测量大数据进行实时在线分析，实现无人船轨迹分析与追踪、事故追溯、事故分析，形成流域安全画像。

技术总结

本申请涉及智慧水利技术领域，具体涉及面向流域安全的巡检救援智能无人船系统。日常工况下，船通过船载机器人基于图像识别完成流域沿线、流域枢纽、水电站等场景的视频监控及安全隐患点和故障点的检测定位，及时通知检修人员开展维工作；通过机械臂清理排查水面污染物或隐患物。灾难应急救援工况下，通过机械臂实施溺水人员救援和受灾物资打捞搬运等。采用基于模糊小脑模型神经网络控制算法的视觉伺服控制法控制机械臂，机械臂关节的运动控制采用电动伺服控制系统，通过船载声纳测深仪对巡检水域实施测深作业，完成高精度河流水位测量，采用流域空间电子标识定位与视觉导航结合的方式对巡检无人船进行导航定位和位置跟踪分析。析。析。