1.本发明涉及螺旋桨体领域，尤其涉及一种应用螺旋桨体检测的转向控制系统及方法。


背景技术：

2.螺旋桨体是指靠桨叶在空气或水中旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置，可有两个或较多的叶与毂相连，叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器。螺旋桨体分为很多种，应用也十分广泛，如飞机、轮船的推进器等。
3.以把螺旋桨体看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。
4.流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨体半径r1和r2(r1《r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。v—轴向速度；n—螺旋桨体转速；—气流角，即气流与螺旋桨体旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见
5.空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力δd和升力δl，合成后总空气动力为δr。δr沿飞行方向的分力为拉力δt，与旋螺桨旋转方向相反的力δp阻止螺旋桨体转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨体的拉力和阻止螺旋桨体转动的力矩。
6.目前，在游览船体在水面行驶过程中，由于驾驶者的视野有限且驾驶经验不足，无法观察到靠近船体前端的一些水上动物，容易导致船体动物撞击事故发生，这样的事故一旦发生，不仅会对游览船体本身造成一定损伤，还会对较为珍贵的水上动物，例如野鸭等，造成伤害。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种应用螺旋桨体检测的转向控制系统及方法，能够在游览船体行驶过程中，替换人工模式对靠近船体前端的一些水上动物的位置进行持续监测，并基于监测结果向游览船体提供转向控制信号以避免水上事故发生。
8.为此，本发明需要具备以下几处关键的发明点：
9.(1)基于游览船体的螺旋桨体的正向旋转速度的具体数值决定是否启动对游览船体前端水体的监控操作，从而提升现场能耗的利用率；
10.(2)采用针对性识别机制对游览船体前端的水上动物的成像位置进行判断，并基于所述成像位置为游览船体提供用于方向控制的参考信号以有效避开这些水上动物，避免出现船体动物撞击事故。
11.根据本发明的一方面，提供了一种应用螺旋桨体检测的转向控制系统，所述系统包括：
12.螺旋桨体，设置在水上游览船体的尾部，用于在电力驱动模式或者人力驱动模式
下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力；
13.动力检测机构，与水上游览船体的螺旋桨体连接，用于检测所述螺旋桨体当前的正向旋转速度，并在所述正向旋转速度大于等于预设速度限量时，发出动力辨识指令；
14.光电感应机构，设置在水上游览船体的前端的中央位置，与所述动力检测机构连接，用于在接收到动力辨识指令时，执行对所述水上游览船体前方情景的光电感应操作，以获得对应的前方感应图像；
15.信号转换设备，与所述光电感应机构连接，用于对接收到的前方感应图像执行最大值滤波处理以及动态范围增加处理，以获得对应的现场转换图像；
16.内容鉴别设备，与所述信号转换设备连接，用于鉴别所述现场转换图像中景深最浅的动物目标，并在所述动物目标占据所述现场转换图像的面积百分比超限时，基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号；
17.其中，基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号包括：当所述动物目标在所述现场转换图像中的左侧时，发出的对应的转向控制信号为右转控制信号；
18.其中，鉴别所述现场转换图像中景深最浅的动物目标包括：基于各种水上动物外形成像特征识别所述现场转换图像中的各个动物目标并获取每一个动物目标在所述现场转换图像中的景深。
19.根据本发明的另一方面，还提供了一种应用螺旋桨体检测的转向控制方法，所述方法包括：
20.使用螺旋桨体，设置在水上游览船体的尾部，用于在电力驱动模式或者人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力；
21.使用动力检测机构，与水上游览船体的螺旋桨体连接，用于检测所述螺旋桨体当前的正向旋转速度，并在所述正向旋转速度大于等于预设速度限量时，发出动力辨识指令；
22.使用光电感应机构，设置在水上游览船体的前端的中央位置，与所述动力检测机构连接，用于在接收到动力辨识指令时，执行对所述水上游览船体前方情景的光电感应操作，以获得对应的前方感应图像；
23.使用信号转换设备，与所述光电感应机构连接，用于对接收到的前方感应图像执行最大值滤波处理以及动态范围增加处理，以获得对应的现场转换图像；
24.使用内容鉴别设备，与所述信号转换设备连接，用于鉴别所述现场转换图像中景深最浅的动物目标，并在所述动物目标占据所述现场转换图像的面积百分比超限时，基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号；
25.其中，基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号包括：当所述动物目标在所述现场转换图像中的左侧时，发出的对应的转向控制信号为右转控制信号；
26.其中，鉴别所述现场转换图像中景深最浅的动物目标包括：基于各种水上动物外形成像特征识别所述现场转换图像中的各个动物目标并获取每一个动物目标在所述现场转换图像中的景深。
27.本发明的应用螺旋桨体检测的转向控制系统及方法结构紧凑、方便操作。由于能够在游览船体行驶过程中，替换人工模式对靠近船体前端的一些水上动物的位置进行持续
监测，并基于监测结果向游览船体提供转向控制信号，从而提升了游览船体的安全性能。
具体实施方式
28.下面将对本发明的应用螺旋桨体检测的转向控制系统及方法的实施方案进行详细说明。
29.必须使螺旋桨体各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨体工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨体的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨体是一个扭转了的机翼更为确切。
30.目前，在游览船体在水面行驶过程中，由于驾驶者的视野有限且驾驶经验不足，无法观察到靠近船体前端的一些水上动物，容易导致船体动物撞击事故发生，这样的事故一旦发生，不仅会对游览船体本身造成一定损伤，还会对较为珍贵的水上动物，例如野鸭等，造成伤害。
31.为了克服上述不足，本发明搭建了一种应用螺旋桨体检测的转向控制系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。
32.根据本发明实施方案示出的应用螺旋桨体检测的转向控制系统包括：
33.螺旋桨体，设置在水上游览船体的尾部，用于在电力驱动模式或者人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力；
34.动力检测机构，与水上游览船体的螺旋桨体连接，用于检测所述螺旋桨体当前的正向旋转速度，并在所述正向旋转速度大于等于预设速度限量时，发出动力辨识指令；
35.光电感应机构，设置在水上游览船体的前端的中央位置，与所述动力检测机构连接，用于在接收到动力辨识指令时，执行对所述水上游览船体前方情景的光电感应操作，以获得对应的前方感应图像；
36.信号转换设备，与所述光电感应机构连接，用于对接收到的前方感应图像执行最大值滤波处理以及动态范围增加处理，以获得对应的现场转换图像；
37.内容鉴别设备，与所述信号转换设备连接，用于鉴别所述现场转换图像中景深最浅的动物目标，并在所述动物目标占据所述现场转换图像的面积百分比超限时，基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号；
38.其中，基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号包括：当所述动物目标在所述现场转换图像中的左侧时，发出的对应的转向控制信号为右转控制信号；
39.其中，鉴别所述现场转换图像中景深最浅的动物目标包括：基于各种水上动物外形成像特征识别所述现场转换图像中的各个动物目标并获取每一个动物目标在所述现场转换图像中的景深。
40.接着，继续对本发明的应用螺旋桨体检测的转向控制系统的具体结构进行进一步的说明。
41.在所述应用螺旋桨体检测的转向控制系统中：
42.基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号包括：
当所述动物目标在所述现场转换图像中的右侧时，发出的对应的转向控制信号为左转控制信号；
43.其中，基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号包括：当所述动物目标在所述现场转换图像中的中间位置时，发出的对应的转向控制信号为右转控制信号或者左转控制信号。
44.在所述应用螺旋桨体检测的转向控制系统中：
45.所述动力检测机构还用于在所述正向旋转速度小于所述预设速度限量时，发出动力未辨识指令；
46.其中，所述光电感应机构还用于在接收到动力未辨识指令时，中断对所述水上游览船体前方情景的光电感应操作。
47.在所述应用螺旋桨体检测的转向控制系统中：
48.所述信号转换设备包括图像接收单元、滤波处理单元、范围增加单元和图像发送单元；
49.其中，在所述信号转换设备中，所述图像接收单元、所述滤波处理单元、所述范围增加单元和所述图像发送单元依次连接。
50.在所述应用螺旋桨体检测的转向控制系统中：
51.在电力驱动模式或者人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力包括：当受到与所述螺旋桨体连接的电动机的驱动时在电力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作；
52.其中，在电力驱动模式或者人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力包括：当受到与所述螺旋桨体连接的人工踏板的驱动时在人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作。
53.根据本发明实施方案示出的应用螺旋桨体检测的转向控制方法包括：
54.使用螺旋桨体，设置在水上游览船体的尾部，用于在电力驱动模式或者人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力；
55.使用动力检测机构，与水上游览船体的螺旋桨体连接，用于检测所述螺旋桨体当前的正向旋转速度，并在所述正向旋转速度大于等于预设速度限量时，发出动力辨识指令；
56.使用光电感应机构，设置在水上游览船体的前端的中央位置，与所述动力检测机构连接，用于在接收到动力辨识指令时，执行对所述水上游览船体前方情景的光电感应操作，以获得对应的前方感应图像；
57.使用信号转换设备，与所述光电感应机构连接，用于对接收到的前方感应图像执行最大值滤波处理以及动态范围增加处理，以获得对应的现场转换图像；
58.使用内容鉴别设备，与所述信号转换设备连接，用于鉴别所述现场转换图像中景深最浅的动物目标，并在所述动物目标占据所述现场转换图像的面积百分比超限时，基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号；
59.其中，基于所述动物目标在所述现场转换图像中的位置发出对应的转向控制信号包括：当所述动物目标在所述现场转换图像中的左侧时，发出的对应的转向控制信号为右转控制信号；
60.其中，鉴别所述现场转换图像中景深最浅的动物目标包括：基于各种水上动物外
形成像特征识别所述现场转换图像中的各个动物目标并获取每一个动物目标在所述现场转换图像中的景深。
61.接着，继续对本发明的应用螺旋桨体检测的转向控制方法的具体步骤进行进一步的说明。
62.所述应用螺旋桨体检测的转向控制方法中：
63.在电力驱动模式或者人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力包括：当受到与所述螺旋桨体连接的电动机的驱动时在电力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作；
64.其中，在电力驱动模式或者人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力包括：当受到与所述螺旋桨体连接的人工踏板的驱动时在人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作。
65.所述应用螺旋桨体检测的转向控制方法中：
66.所述动力检测机构还用于在所述正向旋转速度小于所述预设速度限量时，发出动力未辨识指令；
67.其中，所述光电感应机构还用于在接收到动力未辨识指令时，中断对所述水上游览船体前方情景的光电感应操作。
68.所述应用螺旋桨体检测的转向控制方法中：
69.所述信号转换设备包括图像接收单元、滤波处理单元、范围增加单元和图像发送单元；
70.其中，在所述信号转换设备中，所述图像接收单元、所述滤波处理单元、所述范围增加单元和所述图像发送单元依次连接。
71.所述应用螺旋桨体检测的转向控制方法中：
72.在电力驱动模式或者人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力包括：当受到与所述螺旋桨体连接的电动机的驱动时在电力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作；
73.其中，在电力驱动模式或者人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作以为所述水上游览船体的前进或者后退提供助力包括：当受到与所述螺旋桨体连接的人工踏板的驱动时在人力驱动模式下执行正向或者反向旋转操作。
74.另外，在所述应用螺旋桨体检测的转向控制系统及方法中，所述信号转换设备包括的图像接收单元、滤波处理单元、范围增加单元和图像发送单元都与同一时序产生单元连接，所述时序产生单元用于分别产生图像接收单元、滤波处理单元、范围增加单元和图像发送单元需要的工作时序信号。
75.而且，本发明并不限于上述实施形式，根据本发明的宗旨可以进行各种变更，这些都不应该排除在本发明的要求之外。