【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船体附着生物监测，尤其涉及一种船体生物附着的监测方法、装置及系统。
技术介绍
1、随着全球海洋运输业的迅速发展，船舶在长时间航行过程中面临着生物附着问题的挑战。船体表面的生物附着不仅增加了船体的摩擦阻力，导致燃油消耗的增加和航速的降低，还可能对船体材料造成腐蚀，进而影响船舶的安全性和使用寿命。传统的船体生物附着监测方法主要依赖人工检查和机械清洗，效率低下且成本高昂。近年来，随着传感器技术和数据处理技术的进步，自动化和智能化的船体生物附着监测方法逐渐受到关注和应用。
2、现有的监测方法多采用单一传感器技术，例如光学成像技术、超声波检测技术或电化学传感技术，这些方法在一定程度上提高了监测效率和准确性。然而，单一传感器技术存在数据单一、无法全面反映生物附着状态的问题。为了解决这一问题，近年来多传感器融合技术逐渐被引入船体生物附着监测领域，通过综合利用多种传感器的数据，能够更加全面、准确地监测生物附着状态。
3、尽管多传感器融合技术在船体生物附着监测方面展示了良好的应用前景，但现有技术仍存在诸多不足之处。首先，现有的多传感器融合方法在数据传输和处理方面效率较低，难以实现实时监测。其在数据传输过程中，传统方法需要复杂的协议并且响应时间慢、处理步骤多，受限于传输距离和环境干扰，容易导致数据丢失或传输延迟。此外，现有方法在数据融合过程中多采用简单的加权平均或线性叠加方法，频繁的调用船体参数，导致增加船体能量负担和资源消耗。
技术实现思路
1、本部分的目的在于
2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术提供了一种船体生物附着的监测方法，用来解决
技术介绍
中提到的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术提供了一种船体生物附着的监测方法，包括：
5、获取船体表面的图像数据，将所述图像数据通过第一接口进行传输，根据需要调整超声波频率；
6、获取生物附着物的电化学特性并接收所述第一接口的超声波频率；
7、通过第二接口将所述电化学特性与第一接口的超声波频率进行融合化特征提取；
8、采集船体周围的水体数据，对生物附着物的电化学特性进行校准，将校准结果传输至第三接口；
9、对第二接口的融合特征提取结果与第三接口的校准结果进行生物附着物的数量预测；
10、基于预测结果，对船体进行清洁与非清洁处理，根据船体处理结果进行选择，发送预警信息并优化船体能量管理策略。
11、作为本专利技术所述的船体生物附着的监测方法的一种优选方案，其中：获取船体表面的图像数据，将所述图像数据通过第一接口进行传输，根据需要调整超声波频率，包括：
12、所述第一接口将图像数据进行封装，分成多个segment，每个segment首位为二进制位的传输标志，位中为图像数据，尾部为指向第二接口的指针位；
13、当接收到预警信息时，通过将段头的二进制位的传输标志解封装，对段中图像数据进行分析，调整所述超声波频率，并将段尾的指针位指向第三接口；否则，不对段头的二进制位的传输标志进行解封装，且利用上一次调整的超声波频率作为第一接口的超声波频率。
14、作为本专利技术所述的船体生物附着的监测方法的一种优选方案，其中：获取生物附着物的电化学特性并接收所述第一接口的超声波频率，包括：
15、根据超声波频率，改变生物附着物中生物分子的振动和电极，得到船体电导率；
16、根据所述船体电导率，改变生物附着物中的细胞膜电位和离子通道，得到生物附着物生长状态。
17、作为本专利技术所述的船体生物附着的监测方法的一种优选方案，其中：采集船体周围的水体数据，对生物附着物的电化学特性进行校准，将校准结果传输至第三接口，包括：
18、通过温度传感器、ph传感器以及盐度传感器采集船体周围的水体数据；
19、建立温度传感器与生物分子的振动、电极反应关系；
20、建立盐度传感器与生物分子的振动、电极反应关系；
21、建立ph传感器与生物分子的振动、电极反应关系；
22、建立温度传感器与细胞膜电位和离子通道的关系；
23、建立盐度传感器与细胞膜电位和离子通道的关系；
24、建立ph传感器与细胞膜电位和离子通道的关系。
25、作为本专利技术所述的船体生物附着的监测方法的一种优选方案，其中：对第二接口的融合特征提取结果与第三接口的校准结果进行生物附着物的数量预测，包括：
26、建立生物附着物数量预测模型，通过卡尔曼滤波算法，根据当前生物附着物生长状态，得到生物附着物生长状态的未来估计值，将所述估计值与校准结果进行融合，作为生物生长状态的观测值，通过迭代观测值，得到生物附着物数量。
27、作为本专利技术所述的船体生物附着的监测方法的一种优选方案，其中：基于预测结果，对船体进行清洁与非清洁处理，根据船体处理结果进行选择，发送预警信息并优化船体能量管理策略，包括：
28、当生物附着物数量超过船体设定阈值，发送预警信息通知船员对船体进行清洁，并记录当前船体的能量消耗值，传入云端服务器；
29、在每一次记录的当前船体的能量消耗值上进行叠加，建立船体能量管理优化策略，实时调整生物附着物数量对于船体能量的消耗。
30、第二方面，本专利技术提供了一种船体生物附着的监测装置，其包括：
31、多频段光学成像与超声波调频模块，用于获取船体表面的图像数据，将所述图像数据通过第一接口进行传输，根据需要调整超声波频率；
32、电化学传感模块，用于获取生物附着物的电化学特性并接收所述第一接口的超声波频率；
33、数据融合与分析模块，用于通过第二接口将所述电化学特性与第一接口的超声波频率进行融合化特征提取；
34、水体环境监测模块，采集船体周围的水体数据，用于对生物附着物的电化学特性进行校准，将校准结果传输至第三接口；
35、生物附着物数量预测模块，用于对第二接口的融合特征提取结果与第三接口的校准结果进行生物附着物的数量预测；
36、实时预警与船体能量管理优化模块，用于基于预测结果，对船体进行清洁与非清洁处理，根据船体处理结果进行选择，发送预警信息并优化船体能量管理策略。
37、作为本专利技术所述的船体生物附着的监测装置的一种优选方案，其中：还包括：
38、预警与呼叫模块，用于返回预警信息至超声波调频模块调整超声波频率，并通过广播形式呼叫通知船员进行船体清洁；
39、预警信息传输模块，将预警信息传输至多频段光学成像与超声波调频模块，调整超声波频率本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种船体生物附着的监测方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的船体生物附着的监测方法，其特征在于，获取船体表面的图像数据，将所述图像数据通过第一接口进行传输，根据需要调整超声波频率，包括：
3.如权利要求2所述的船体生物附着的监测方法，其特征在于，获取生物附着物的电化学特性并接收所述第一接口的超声波频率，包括：
4.如权利要求2或3所述的船体生物附着的监测方法，其特征在于，采集船体周围的水体数据，对生物附着物的电化学特性进行校准，将校准结果传输至第三接口，包括：
5.如权利要求4所述的船体生物附着的监测方法，其特征在于，对第二接口的融合特征提取结果与第三接口的校准结果进行生物附着物的数量预测，包括：
6.如权利要求5所述的船体生物附着的监测方法，其特征在于，基于预测结果，对船体进行清洁与非清洁处理，根据船体处理结果进行选择，发送预警信息并优化船体能量管理策略，包括：
7.一种船体生物附着的监测装置，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的船体生物附着的监测装置，其特征在于，还包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种船体生物附着的监测方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的船体生物附着的监测方法，其特征在于，获取船体表面的图像数据，将所述图像数据通过第一接口进行传输，根据需要调整超声波频率，包括：
3.如权利要求2所述的船体生物附着的监测方法，其特征在于，获取生物附着物的电化学特性并接收所述第一接口的超声波频率，包括：
4.如权利要求2或3所述的船体生物附着的监测方法，其特征在于，采集船体周围的水体数据，对生物附着物的电化学特性进行校准，将校准结果传输至第三接口，包括：
5.如权利要求4所述的船体生物附着的监测方法，其特征在于，对第二接口的融合特征提取结果与第三接口...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯琴，田间，蒋琦辰，许高超，张彦静，陈庆昊，
申请(专利权)人：江苏海事职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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