中國海洋大學沙飛獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國海洋大學申請的專利一種深海多金屬結核智能采集方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119981901B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-02發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510079767.6,技術領域涉及:E21C50/00;該發明授權一種深海多金屬結核智能采集方法是由沙飛;孫偉強;倪立駿設計研發完成,并于2025-01-18向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種深海多金屬結核智能采集方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種深海多金屬結核智能采集方法。步驟如下:S1、通過采礦車的海底攝像頭捕捉結核圖像;S2、對采集的圖像進行灰度化處理;S3、將所預處理的結核圖像進行二值化處理;S4、基于形態學重建方法,對所處理的結核圖像進行膨脹;S5、確定結核粒徑和形狀;S6、與已有結核數據進行比對,確定結核質量;S8、選取采礦車最優前進路線,并確定前進路線工況;S9、根據所確定的信息,進一步調節射流參數;S10、將射流沖刷出的結核進行收集;S11、將所收集的結核提升至采集船;S12、對開采區域進行采集結果檢測;S13、采集結果不達標,則繼續采集,采集結果達標,則結束采集。通過以上步驟,形成一種深海多金屬結核智能高效采集系統。
本發明授權一種深海多金屬結核智能采集方法在權利要求書中公布了:1.一種深海多金屬結核智能采集方法,其特征在于,包括如下步驟: S1、將海底攝像頭搭載在深海多金屬結核采礦車上,在要開采的海域進行攝像頭調試,調試完成且開采工作準備就緒后,開始開采工作,捕捉海底多金屬結核圖像; S2、對采集的圖像進行灰度化處理,將所有采集的圖像轉化成灰度化圖像; S3、將所預處理的多金屬結核圖像進行二值化,并確定最佳敏感度; S4、通過形態學重建方法,對所處理的多金屬結核圖像進行膨脹,進一步得出更加準確的多金屬結核覆蓋率; S5、將處理之后的多金屬結核圖像進行識別,確定其為圓形或者橢圓形,并確定多金屬結核粒徑,其具體步驟包括: 步驟1:用邊緣檢測法識別圖像中多金屬結核的邊緣,使多金屬結核的輪廓更加明顯; 步驟2:分別用霍夫圓變換和霍夫橢圓變換來識別圖像中圓形和橢圓形; 步驟3:對檢測到的形狀進行驗證,確保經變換后識別到了正確的圓形和橢圓形形狀; 步驟4:對步驟3得到的圓形和橢圓形多金屬結核分別進行統計,統計圓形結核直徑,橢圓形結核的長軸長和短軸長,分析其與結核質量的關系; S6、與已有結核數據進行比對,建立質量-截面積線性關系,求得多金屬結核質量,其步驟主要包括: 步驟1:測得已有類球體和類橢球體結核的截面積和質量; 步驟2:根據質量與截面積關系,建立類球體結核和類橢球體結核的質量-截面積線性關系; 步驟3:根據采集圖像中圓形和橢圓形結核,其中圓形結核通過直徑與截面積建立關系,橢圓形結核通過長軸長和短軸長與截面積建立關系; 步驟4:代入步驟2中結核質量-截面積線性關系中,得出結核質量; S7、根據結核質量,計算區域內多金屬結核豐度; S8、綜合分析比對各路線所能達到的能源利用率,采集率和采集效率,選取采礦車最優前進路線,確定采礦車前進路線具體工況; S9、根據S5所確定的多金屬結核粒徑、S7所確定的多金屬結核豐度及S8所確定的采礦車前進路線、工況,進一步采集參數并智能調節,分為基于康達效應采集調節和雙排射流采集調節,其特征如下: 一使用基于康達效應射流采集時,具體步驟如下: 步驟1:將多金屬結核粒徑及豐度信息傳輸到基于康達效應采集的智能調節模塊; 步驟2:將步驟1信息傳輸至噴嘴射流速度調節模塊和車輛前進速度調節模塊;進一步根據多金屬結核粒徑及豐度信息,進行噴嘴射流速度調節,采用低速Ⅱ、中速Ⅱ、高速Ⅱ,通過調節水壓方式或調節氣壓方式,控制射出流體的壓力,從而達到調節噴嘴射流速度目的;進一步根據多金屬結核粒徑及豐度信息進行車輛前進速度調節,采用低速Ⅲ、高速Ⅲ,通過車載智能傳感器優化算法,傳輸到車輛中心控制系統,動態規劃車輛行駛速度; 二使用雙排射流采集時,其具體步驟如下: 步驟1:將多金屬結核粒徑及豐度信息傳輸到雙排射流采集智能調節模塊; 步驟2:將步驟1信息傳輸至噴嘴射流速度調節模塊和噴嘴啟動數量調節模塊;進一步根據多金屬結核粒徑及豐度信息,進行噴嘴射流速度智能調節,采用低速Ⅰ、高速Ⅰ,通過調節水壓方式或者調節氣壓方式,控制射出流體的壓力,從而達到調節噴嘴射流速度目的;進一步根據多金屬結核粒徑及豐度信息,進行噴嘴啟動數量智能調節,通過車輛控制系統,接收檢測系統傳輸的數據,控制并動態調節噴嘴啟動數量; S10、將射流沖刷出的多金屬結核通過吸力裝置進行收集; S11、將收集的多金屬結核通過管道提升系統提升至采集船; S12、對開采區域進行采集結果檢測; S13、接收檢測出的結果,若采集率未達到百分之八十,則重復S8之后步驟重新采集,若采集結果達到百分之八十以上,則結束采集。
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