[发明专利]一种无人艇自主停泊方法、装置及无人艇

说明书

本发明公开了一种无人艇自主停泊方法、装置及无人艇，属于无人艇控制技术领域，方法包括：GNSS全局引导：在无人艇接收到入港指令后，执行预先设定的入港任务，进入低速航迹航向保持区域，并使无人艇的航向航迹误差处于在一定范围内，以准备进入标签可视区域；标签像素引导：在进入标签可视区域后，根据标签可视区域内预设的色块标签，启动标签引导程序，精细调节无人艇姿态进入船坞泊位；若标签像素引导过程中出现连续丢像素帧或者航向航迹偏差超过预设范围，则将重置引导任务至低速航迹航向保持区域。本发明实施例能够低成本、有效保障无人艇入港/坞的稳定性和安全性，也能够提高进港/坞的精度，从而适用于狭小空间的无人艇停放。

技术领域

本发明涉及无人艇控制技术领域，尤其涉及一种无人艇自主停泊方法、装置及无人艇。

背景技术

水面无人艇(Unmanned Surface Vehicle，USV)具有机动灵活、隐蔽性好和成本低等特点，广泛应用于救助、海洋资源探测以及侦查等民用和军用领域。目前，水面无人艇随着智能化程度的不断提高，必将在江湖探测、海洋工程与海洋军事领域有广泛的应用。当前无人艇的入港只能在低航速、低海况下人工操作进行，尤其在狭小空间里布置停船任务时很难准确及时的人工操作，因此，提供安全稳定可靠的自主入港解决方案是急需突破的瓶颈。

中国发明专利“一种无人船自动靠泊系统及方法”(公开号CN109285389A)公开的系统及方法，包括码头泊位管理子系统和无人船靠泊子系统，通过摄像头采集图像信息进行泊位的自动化识别管理，通过无线装置与无人船进行数据交互，融合摄像头数据、超声波数据、GPS数据和环境监测数据，完成无人船的自动靠泊过程。但靠泊子系统的多传感器数据没有给出具体可操作的融合控制方法，也没有考虑摄像头特征图像的丢失情况，所述方法无法直接应用于狭窄空间的停泊。

中国发明专利“基于单目视觉和激光数据融合的无人艇自主停泊系统和方法”(公开号CN108445880A)公开的系统及方法，通过视觉传感器检测标定泊位角度、激光传感器测定泊位距离相结合来实现无人艇的停泊。该方法没有给出具体可操作性的停泊策略；没有考虑当视觉传感器丢失特征时的紧急航行策略；且该方法没有考虑停泊中无人艇的姿态控制问题，无法直接应用于有限狭窄空间的停泊。

中国发明专利“基于三维全景环视的无人艇自动锚泊视觉辅助系统”(公开号CN105741234A)公开的系统及方法，包括无人艇视频图像全景系统以及自动锚泊避障系统，通过安装至少四个摄像机和毫米波测距雷达来实现广阔的视角监控，将视频图像进行校正拼接以形成全景视觉，为无人艇锚泊系统服务。该方法缺乏针对性，仅为泊岸系统实现和提供图像和视频信息，没有给出实际的泊岸方法和策略；且该方法成本高，技术门槛高。

中国发明专利“一种无人艇起吊回收视觉引导方法”(公开号CN107830860A)公开的系统及方法，公开了一种通过无线电台、透雾摄像头、激光测距仪以及IMU融合的起吊回收方案，实现和完成母船的确认、母船位置方位的检测以及近距离的起吊回收精准控制。该方法仍缺乏针对性，所述方法主要用于起吊回收；停泊中没有对泊岸姿态提出要求，很难仅依靠图像来保证无人艇与母船固定位置；且没有考虑丢失图像时无人艇的及时控制等问题；实现成本较高，过程复杂不易实现。

综上，无人艇基于视觉图像的自主泊岸的难点在于：(1)需要考虑分阶段停泊策略，特别是停泊失败的策略，确保停泊的安全是首要的；(2)需要考虑摄像头等视觉模块的物理时间、空间以及气候的限制问题，像素的丢失等实际问题；(3)应用于狭窄空间的停泊需要考虑无人艇的准确姿态问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，为此本发明提供了一种无人艇停泊方法、装置及计算机可读存储介质，从而实现对无人艇的精准姿态停放，方便应用于狭窄空间的停放。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种无人艇自主停泊方法，所述方法包括：