【技术实现步骤摘要】
面向水下机器人集群的视觉定位与近距离密集编队方法
[0001]本专利技术涉及水下机器人集群的视觉定位与近距离密集编队，具体地说是一种面向水下机器人集群的视觉定位与近距离密集编队方法。
技术介绍
[0002]相比于单一的水下机器人，水下机器人集群系统在海底侦查、探索等任务中具有极大优势。此外，在大范围协同探测、对抗、打击和信息组网等领域，水下机器人集群系统可以协作完成，而单个水下机器人由于受到自身的限制难以完成任务。
[0003]水下机器人集群系统中水下机器人之间互相的感知定位是关键的一环，但是水下的通信和感知手段有限，声学定位与视觉定位是目前通常使用的两种方法。稳定的水下机器人集群系统依赖于稳定准确的相互定位，但声学定位方法抗干扰性差且定位精度低，不适用于短距离情况下的多水下机器人的高精度协同运动控制。
[0004]视觉定位方法通过获得的图像信息经过算法处理得到目标的位姿。其中，深度相机通过发射和接受红外光来实现距离测量，不适用于水下环境；双目相机通过左右相机的成像关系来解算目标距离，但双目相机体积较大，安装...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.面向水下机器人集群的视觉定位与近距离密集编队方法，其特征在于，水下机器人集群至少由3台载体构成，在水下机器人集群载体上搭载矢量标志灯组、标量标志灯组、水下摄像机、图像处理及编队控制器；其中一台为领航者，其余为跟随者，领航者按照航行任务自主航行，通过后视摄像机拍摄集群内其余跟随者的位置，从而判断是否跟随；跟随者通过自身载体艏段及艉段的摄像机拍摄领航者图像，定位自身载体位置并计算其在当前集群内的移动目标位置，实现无通信条件下基于光学图像位置纠偏的集群队形编队；所述若干矢量标志灯组，设于水下机器人载体中间舱段内，所述矢量标志灯组内的激光器穿过载体透射窗向周围水域环境发射激光，使得在水下机器人载体轴向视角方向构成矢量光学图像；所述标量标志灯组，为设于水下机器人载体艏段及艉段的环形光源，用于构成表征载体艏段及艉段位置的标量光学图像；所述若干水下摄像机，设于水下机器人载体艏段及艉段，用于拍摄图像；所述图像处理及编队控制器，用于输出指令控制矢量标志灯组、标量标志灯组的开启，控制领航者或跟随者的水下摄像机拍摄图像，对图像进行图像处理从而定位图像中载体的像素位置，领航者控制器判断跟随者是否跟随以及跟随者控制器计算其在当前集群内的移动控制参数并执行。2.根据权利要求1所述的面向水下机器人集群的视觉定位与近距离密集编队方法，其特征在于，所述矢量标志灯组为1个激光器和分束镜，分束镜将激光分成设定方向的若干束，且分束后的激光射线位于载体同一截面圆上。3.根据权利要求1所述的面向水下机器人集群的视觉定位与近距离密集编队方法，其特征在于，所述矢量标志灯组为若干个激光器，且激光器出光口设于载体同一截面圆上、激光射线在同一平面。4.根据权利要求1所述的面向水下机器人集群的视觉定位与近距离密集编队方法，其特征在于，所述矢量标志灯组包括若干个激光器和棱镜的组合，激光器向棱镜发射激光，棱镜向周围水域环境反射激光；所述激光在棱镜上的反射点设于载体同一截面圆上，且激光射线在同一平面。5.根据权利要求2
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4任意一项所述的面向水下机器人集群的视觉定位与近距离密集编队方法，其特征在于，所述激光器、分束镜、棱镜分别通过安装座按照预设角度安装于水下机器人舱段内部，使得激光光线与水下机器人载体成预设夹角，激光光束构成矢量光线图案；通过改变上述安装座的角度改变矢量光线的图案和特征；所述特征为矢量光线的交点位置；所述水下机器人载体艏段设有前、上、下、左、右五个方向的水下摄像机，艉段设有后视摄像机；所述矢量标志灯组为四个，任意相邻两个水下摄像机构成一组，其余两个构成一组，激光光学图像包括4条射线，两个交点。6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨翊，周星群，胡志强，范传智，王志超，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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