一种用于船只巡航的区块链控制系统的制作方法

1.本发明涉及船只巡航技术领域，具体为一种用于船只巡航的区块链控制系统。


背景技术：

2.潜艇在航行过程中，长时间下潜在海面以下，需要通过潜望镜观察海面情况；潜艇下潜时，潜望镜升起，挡板打开，潜望镜暴露在海面，经过海鸟群时，容易受到鸟类粪便的污染；潜艇下潜过程中需保持潜望镜的清洁，由于海水对潜望镜具有腐蚀性，且会在潜望镜表面凝结成水珠，不能用于清洁潜望镜，因此，在长时间出海过程中，需要随船携带专用清洁液，该专用清洁液没有腐蚀性，不会在潜望镜表面凝结成水珠，不需要擦拭，且不会残留在潜望镜表面；
3.鸟类粪便量与鸟的饱腹程度有关，饱腹程度越高，粪便量越大，所需的清洁液量就越大，由于潜艇上允许携带清洁液的量有限，因此必须精确控制每次喷洒清洁液的量，系统计算好粪便的落点后，在粪便落到潜望镜上之前，根据粪便大小自动喷洒相应量的清洁液，保证潜望镜的清洁，传统的潜艇只能通过人工来判断所需清洁液的量，且只有在粪便落下后才可以喷洒清洁液。因此，设计实用性强的一种用于船只巡航的区块链控制系统是很有必要的。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于船只巡航的区块链控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于船只巡航的区块链控制系统，包括鸟类监测模块、分析计算模块，所述鸟类监测模块与分析计算模块电连接，所述鸟类监测模块用于实时监测鸟类的活动情况，获取鸟类腹部轮廓、飞行速度、飞行高度以及粪便信息，所述分析计算模块用于计算粪便落点、清洁液用量。
6.根据上述技术方案，所述鸟类监测模块包括超声波发射模块、超声波接收模块、红外图像识别模块、速度检测模块、粪便检测模块、高度检测模块、图像比对模块、数据存储模块，所述超声波发射模块与超声波接收模块电连接，所述红外图像识别模块与数据存储模块电连接。
7.所述超声波发射模块用于向空中飞行的鸟发射超声波，所述超声波接收模块用于接收返回的超声波，所述红外图像识别模块用于获取鸟类腹部轮廓，所述速度检测模块用于检测鸟类排泄时的飞行速度，所述粪便检测模块用于检测空中是否出现粪便，所述图像比对模块用于判断所获轮廓图像是否为鸟类腹部轮廓图，所述数据存储模块用于存储监测到的数据，并上传到区块链中。
8.根据上述技术方案，所述分析计算模块包括粪便落点计算模块、清洁液使用量计算模块，所述粪便落点计算模块与清洁液使用量计算模块电连接。
9.所述粪便落点计算模块用于计算鸟类粪便落点，判断鸟类粪便是否落到船只潜望
镜上产生遮挡，所述清洁液使用量计算模块用于根据鸟类饱腹程度确定所需清洁液的使用量大小。
10.根据上述技术方案，所述系统的主要工作步骤为：
11.s1、系统根据超声波发射模块发射超声波，检测到船只上方出现鸟类后，记录此时超声波与地面夹角，粪便检测模块检测鸟类是否排泄粪便，速度检测模块检测鸟开始排泄时的初速度、高度检测模块检测鸟开始排泄时的高度，粪便落点计算模块计算粪便的落点，判断其落点是否在船只潜望镜上；
12.s2、系统判断落点在船只潜望镜上时，红外图像识别模块获取鸟的腹部轮廓图，将鸟类腹部轮廓看成近似的椭圆形，根据近似椭圆的离心率判断其饱腹程度，清洁液使用量计算模块根据饱腹程度确定清洁液的量；
13.s3、数据存储模块存储获取到的鸟的飞行速度、高度、腹部轮廓图像信息。
14.通过上述步骤，实现了对鸟类粪便落点的精确计算，对所需清洁液用量的准确计算，减少了船只航行风险，节省了船员的时间与精力。
15.根据上述技术方案，上述步骤s1中，粪便落点的计算方法为：
16.超声波发射模块发送超声波，检测到鸟类粪便后，粪便检测模块通过图像识别，检测到图像中鸟的下方出现黑色小块状物时，视为鸟开始排泄，并记录声波与地面夹角，速度检测模块开始检测此时鸟的速度，高度检测模块开始检测鸟的飞行高度，并以船只潜望镜所在位置为坐标原点(0，0)，建立坐标系，并计算鸟排泄时的坐标(x,h)和粪便落点坐标(x0,0)。
17.根据上述技术方案，上述步骤s1中，鸟排泄时坐标(x,h)的计算公式为：
[0018][0019]
粪便落点坐标(x0,0)的计算公式为：
[0020][0021]
其中，h为高度检测模块所测鸟开始排泄时的高度，x为鸟排泄时的横坐标，x0为粪便落点横坐标，大小为粪便落地期间的水平距离，α为超声波方向与地面夹角，v0为速度检测模块测所测鸟开始排泄时的初速度。
[0022]
根据上述技术方案，上述步骤s2中，粪便落点与潜望镜距离l的计算公式为：
[0023]
l＝|x|-|x0|
[0024]
其中，l为粪便落点与潜望镜的距离，如果l＝0，则表示粪便落点在船只潜望镜上，如果l≠0，则表示粪便落点不在船只潜望镜上。
[0025]
根据上述技术方案，上述步骤s2中，清洁液使用量的计算方法为：
[0026]
红外图像识别模块识别到鸟类腹部轮廓后，通过图像比对模块比对数据库中的鸟类轮廓图像，判断所获图像是否为鸟类腹部轮廓，如果是，将所获鸟类腹部轮廓图像拟合成椭圆，以椭圆中心点为原点建立直角坐标系，通过椭圆半焦距与长半轴比值大小计算椭圆的离心率，表示鸟类的饱腹程度，并计算清洁液使用量。
[0027]
根据上述技术方案，上述步骤s2中，红外图像识别模块拟合的椭圆离心率可反映鸟的饱腹程度，清洁液使用量与饱腹程度的关系呈对数函数，随着离心率的变大，鸟的饱腹
程度变大，当离心率到达一定程度时，饱腹程度接近不变。
[0028]
根据上述技术方案，上述步骤s2中，清洁液使用量v的计算公式为：
[0029][0030]
其中μ为控制参数，c为鸟类腹部轮廓拟合椭圆的半焦距的长度，a为鸟类腹部轮廓拟合椭圆的长半轴的长度，其中，v越大，表示所需清洁液使用量越大。
[0031]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过测算鸟类开始排泄时的初速度、高度，计算粪便落点，并将鸟类腹部轮廓拟合为椭圆，通过计算拟合椭圆的离心率判断鸟的饱腹程度，确定清洁液用量，减小了船只航行过程中的风险，节省了船员的时间与精力。
附图说明
[0032]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0033]
图1是本发明的整体模块示意图；
具体实施方式
[0034]
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，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明保护的范围。
[0035]
请参阅图1，本发明提供技术方案：一种用于船只巡航的区块链控制系统，包括鸟类监测模块、分析计算模块，所述鸟类监测模块与分析计算模块电连接；
[0036]
鸟类监测模块用于实时监测鸟类的活动情况，获取鸟类腹部轮廓、飞行速度、飞行高度以及粪便信息，分析计算模块用于计算粪便落点、清洁液用量，便于精确控制清洁液的用量，提高船员工作效率；
[0037]
鸟类监测模块包括超声波发射模块、超声波接收模块、红外图像识别模块、速度检测模块、粪便检测模块、高度检测模块、图像比对模块、数据存储模块，所述超声波发射模块与超声波接收模块电连接，所述红外图像识别模块与数据存储模块电连接；
[0038]
超声波发射模块用于向空中飞行的鸟发射超声波，超声波接收模块用于接收返回的超声波，红外图像识别模块用于获取鸟类腹部轮廓，速度检测模块用于检测鸟类排泄时的飞行速度，粪便检测模块用于检测空中是否出现粪便，图像比对模块用于判断所获轮廓图像是否为鸟类腹部轮廓图，数据存储模块用于存储监测到的数据，并上传到区块链中，便于获取多个维度的信息，提高数据准确性；
[0039]
分析计算模块包括粪便落点计算模块、清洁液使用量计算模块，所述粪便落点计算模块与清洁液使用量计算模块电连接；
[0040]
粪便落点计算模块用于计算鸟类粪便落点，判断鸟类粪便是否落到船只潜望镜上产生遮挡，清洁液使用量计算模块用于根据鸟类饱腹程度确定所需清洁液的使用量大小，便于减轻船员负担；
[0041]
该系统的主要工作流程为：
[0042]
s1、系统根据超声波发射模块发射超声波，检测到船只上方出现鸟类后，记录此时超声波与地面夹角，粪便检测模块检测鸟类是否排泄粪便，速度检测模块检测鸟开始排泄时的初速度、高度检测模块检测鸟开始排泄时的高度，粪便落点计算模块计算粪便的落点，判断其落点是否在船只潜望镜上；
[0043]
s2、系统判断落点在船只潜望镜上时，红外图像识别模块获取鸟的腹部轮廓图，将鸟类腹部轮廓看成近似的椭圆形，根据近似椭圆的离心率判断其饱腹程度，清洁液使用量计算模块根据饱腹程度确定清洁液的量；
[0044]
s3、数据存储模块存储获取到的鸟的飞行速度、高度、腹部轮廓图像信息，便于存储各项数据，保障数据安全。
[0045]
上述步骤s1中，粪便落点的计算方法为：
[0046]
超声波发射模块发送超声波，粪便检测模块通过图像识别，检测到图像中鸟的下方出现黑色小块状物时，视为鸟开始排泄，并记录声波与地面夹角，速度检测模块开始检测此时鸟的速度，高度检测模块开始检测鸟的飞行高度，并以船只潜望镜所在位置为坐标原点(0，0)，建立坐标系，并计算鸟排泄时的坐标(x,h)和粪便落点坐标(x0,0)，便于精确计算粪便的落点。
[0047]
上述步骤s1中，鸟排泄时坐标(x,h)的计算公式为：
[0048][0049]
粪便落点坐标(x0,0)的计算公式为：
[0050][0051]
其中，h为高度检测模块所测鸟开始排泄时的高度，x为鸟排泄时的横坐标，x0为粪便落点横坐标，大小为粪便落地期间的水平距离，α为超声波方向与地面夹角，v0为速度检测模块测所测鸟开始排泄时的初速度。
[0052]
上述步骤s2中，粪便落点与潜望镜距离l的计算公式为：
[0053]
l＝|x|-|x0|
[0054]
其中，l为粪便落点与潜望镜的距离，如果l＝0，则表示粪便落点在船只潜望镜上，如果l≠0，则表示粪便落点不在船只潜望镜上。
[0055]
上述步骤s2中，清洁液使用量的计算方法为：
[0056]
红外图像识别模块识别到鸟类腹部轮廓后，通过图像比对模块比对数据库中的鸟类轮廓图像，判断所获图像是否为鸟类腹部轮廓，如果是，将所获鸟类腹部轮廓图像拟合成椭圆，以椭圆中心点为原点建立直角坐标系，通过椭圆半焦距与长半轴比值大小计算椭圆的离心率，表示鸟类的饱腹程度，并计算清洁液使用量，便于控制船只清洁液携带量，减少船只重量。
[0057]
上述步骤s2中，红外图像识别模块拟合的椭圆离心率可反映鸟的饱腹程度，清洁液使用量与饱腹程度的关系呈对数函数，随着离心率的变大，鸟的饱腹程度变大，当离心率到达一定程度时，饱腹程度接近不变，便于更直观地展现清洁液使用量与鸟类饱腹程度的关系。
[0058]
上述步骤s2中，清洁液使用量v的计算公式为：
[0059][0060]
其中μ为控制参数，c为鸟类腹部轮廓拟合椭圆的半焦距的长度，a为鸟类腹部轮廓拟合椭圆的长半轴的长度，其中，v越大，表示所需清洁液使用量越大。
[0061]
实施例1：
[0062]
系统根据超声波发射模块发射超声波，检测到船只上方出现一只鸟，粪便检测模块检测到该鸟正在排泄，此时超声波与地面夹角α＝45
°
，速度检测模块检测鸟的初速度v0＝10m/s，高度检测模块检测此时鸟的高度h＝20m，拟合椭圆的半焦距为1cm，长半轴长为2cm，根据可得，x＝20m，根据公式可得，x0＝20m，根据公式l＝|x|-|x0|可得，l＝0，此时粪便落点在船只潜望镜上，设控制参数μ＝8，根据公式可得，v＝1.39ml。
[0063]
实施例2：
[0064]
系统根据超声波发射模块发射超声波，检测到船只上方出现一只鸟，粪便检测模块检测到该鸟正在排泄，此时超声波与地面夹角α＝35
°
，速度检测模块检测鸟的初速度v0＝7m/s，高度检测模块检测此时鸟的高度h＝5m，拟合椭圆的半焦距为1cm，长半轴长为3cm，根据可得，x＝7m，根据公式可得，x0＝7m，根据公式l＝|x|-|x0|可得，l＝0，此时粪便落点在船只潜望镜上，设控制参数μ＝8，根据公式可得，v＝0.98ml。
[0065]
实施例3：
[0066]
系统根据超声波发射模块发射超声波，检测到船只上方出现一只鸟，粪便检测模块检测到该鸟正在排泄，此时超声波与地面夹角α＝47
°
，速度检测模块检测鸟的初速度v0＝11.5m/s，高度检测模块检测此时鸟的高度h＝30m，拟合椭圆的半焦距为2cm，长半轴长为3cm，根据可得，x＝28m，根据公式可得，x0＝28m，根据公式l＝|x|-|x0|可得，l＝0，此时粪便落点在船只潜望镜上，设控制参数μ＝8，根据公式可得，v＝1.67ml。
[0067]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0068]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。