一种面向无人艇动态回收的视觉导引方法技术

本发明专利技术提出了一种面向无人艇动态回收的视觉导引方法，通过检测部署于母船上的视觉导引信标，并结合母船以及无人艇的航姿数据，解算出无人艇与母船的横向及纵向距离，从而自动调节无人艇的目标航迹，无人艇利用航迹跟踪算法完成航迹调整，最终保持在预定的回收位置。本发明专利技术通过利用视觉导引的方式，使无人艇自主保持与母船的相对位置关系。本发明专利技术以自主的方式控制无人艇进入母船的回收位置，无需人工参与，无需中断母船的航行任务。采用视觉引导，实施成本低，且不受外界的电磁干扰，能够在电磁静默或电磁干扰等对抗环境下正常工作。静默或电磁干扰等对抗环境下正常工作。静默或电磁干扰等对抗环境下正常工作。

【技术实现步骤摘要】
一种面向无人艇动态回收的视觉导引方法


[0001]本专利技术涉及无人艇在动态回收时的视觉导引，适合用于在不影响母船正常航行的情况下完成对无人艇的回收。

技术介绍

[0002]无人艇的回收根据母船的状态可分为两种方式：静态回收和动态回收。静态回收时需要母船停止航行并以几乎静止的状态配合完成无人艇的回收；而动态回收时母船无需停泊，可继续进行航行作业。因此，动态回收方式对于提高母船作业效率有重要意义。此外，相比于静态回收，动态回收时无人艇对水速度的可调范围大，无人艇的操控性更有保障。
[0003]动态回收时无人艇需与母船保持稳定的相对位置关系，即进入预定的回收位置从而便于母船与无人艇建立柔性或刚性连接，从而最终完成对无人艇的回收。动态回收时，无人艇的实际位置与回收位置的偏差需控制在较小的范围内(一般要求误差小于1m)。如果超出容许范围，要么无人艇与母船发生碰撞，要么回收失败。由于卫星定位系统(如北斗、GPS等)的定位精度为米级，因此，直接利用卫星定位无法实现无人艇与母船相对位置的精确控制。虽然高精度卫星差分定位方式的定位精度满足要求，但卫星差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向无人艇动态回收的视觉导引方法，无人艇上设置导引成像传感器，用于对视觉导引信标进行实时成像，其特征在于：通过成像传感器对视觉导引信标进行成像标定，构建纵向距离与像素宽度的关系矩阵D，其中，纵向距离指无人艇与视觉导引信标之间的纵向距离y
i
，像素宽度w
i
指无人艇与视觉导引信标之间的纵向距离为y
i
时，成像传感器所成图像中视觉导引信标所占的像素宽度，矩阵D的每一行表示为(y
i
，w
i
)；利用关系矩阵D，实时解算当前时刻无人艇与母船的纵向距离；利用小孔成像模型，结合母船以及无人艇的航姿数据，实时解算当前时刻无人艇与母船的横向距离；在当前时刻的航向上叠加当前时刻横向距离与预定回收横向距离d0的偏差，作为无人艇下一时刻的目标航向角，在当前时刻的航速上叠加当前时刻纵向距离与预定回收纵向距离均偏差，作为无人艇下一时刻的目标航速，不断更新，完成航迹调整，最终保持在预定的回收位置。2.根据权利要求1所述的一种面向无人艇动态回收的视觉导引方法，其特征在于：视觉导引信标部署在母船的舷侧或者尾部。3.根据权利要求1或2所述的一种面向无人艇动态回收的视觉导引方法，其特征在于：当前时刻无人艇与母船的纵向距离的计算过程如下，获取当前时刻无人艇导引成像传感器所成图像中视觉导引信标所占的像素宽度w，以及视觉导引信标中心在图像中的横坐标x；在关系矩阵D中寻找出数值上最接近w的两个元素W1和W2，以及对应的纵向距离Y1和Y2；利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃月明，邵兴，徐杨，乔鹏飞，高琪琪，
申请(专利权)人：宜昌测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：