[发明专利]基于双目视觉的巡航避障方法及水文监测无人船

说明书

本申请提供一种基于双目视觉的巡航避障方法，应用于水文监测无人船，所述巡航避障方法包括：S1、获取监测目标水域的地理位置坐标范围；S2、在监测目标水域的地理位置坐标范围内设定若干定位监测点，获取各定位监测点的位置坐标，设定各个定位监测点的到达次序，依次序连接形成行进路线；S3、根据行进路线，水文监测无人船自动航行依次抵达各定位监测点，执行预设监测任务。本申请还提供可执行上述巡航避障方法的水文监测无人船。本申请所提供的水文监测无人船的巡航避障方法可实现自动巡航避障，可适用于大流速、大水域的智能化、自动化水文监测任务。所提供的水文监测无人船结构紧凑且功能齐全，并且可实现水文监测模块的灵活更换。

技术领域

本申请涉及智能水文监测技术领域，具体涉及一种基于双目视觉的巡航避障方法及水文监测无人船。

背景技术

湖泊、海洋等大面积水域的水文监测，一直是环境领域的重要工作，监测水体的水量、水质和生态信息，及时、准确地掌握水体变化情况，对水体情况进行客观准确的评价，是决策环保措施的重要信息。

但是，海洋等由于需监测面积大，采用人工乘船进行取样监测的工作强度大、成本高、耗时长，而且存在较大的人身安全隐患。因此，近年来逐渐出现了一些用于监测水体质量指标的无人船，以克服人工采样监测所存在的问题。但由于发展时间尚短，部分无人船技术仍处于试验阶段，在实际应用场景中存在较多问题，比如无人船功能较为单一，仅能执行固定设置的监测功能；或者体积较大，动力消耗多，监测作业续航短；或者需要操作人员主动控制航行，避障和自动巡航功能不足，难以满足自动化巡航监测目的等。

为此，研究可灵活更换水文监测模块、具有自动巡航避障功能的小型水文监测无人船成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本申请提供一种基于双目视觉的巡航避障方法和水文监测无人船，以实现智能化、小型化、自动巡航避障、监测模块灵活更换等功能。

第一方面，本申请提供一种基于双目视觉的巡航避障方法，应用于水文监测无人船，其中，所述巡航避障方法包括：

S1、获取监测目标水域的地理位置坐标范围；

S2、在监测目标水域的地理位置坐标范围内设定若干定位监测点，获取各定位监测点的位置坐标，设定各个定位监测点的到达次序，依次序连接形成行进路线；

S3、根据行进路线，水文监测无人船自动航行依次抵达各定位监测点，执行预设监测任务；

其中，水文监测无人船航行过程中，同步执行避障操作，具体包括：

a、采用双目视觉技术，间隔性获取船体前方图像，每一时间点至少获取两张视差图，对每一时间点所获得的视差图进行差分运算处理，得到每一时间点的前景目标信息，所述前景目标信息包括目标轮廓、离船距离、尺寸数值；

b、根据前景目标信息，获取障碍物目标信息，调整航行角度及路线以执行避障动作；

c、执行避障动作完毕后，根据拟抵达定位监测点重新设定行进路线，继续执行巡航。

在其中一个实现方式中，步骤b中获取障碍物目标信息时，还包括排除波浪干扰障碍操作，具体包括：周期性选择连续若干个时间点的前景目标信息，根据航行速度进行校正，比对筛除差异性障碍目标以排除波浪干扰，得到精确障碍物目标信息。

第二方面，本申请提供一种水文监测无人船，可执行上述巡航避障方法，所述水文监测无人船包括设有内舱的主船体和设置于主船体尾部的推进器，具体的：

所述水文监测无人船包括设有内舱的主船体和设置于主船体尾部的推进器；

所述主船体包括船身和甲板，船身和甲板拼合形成所述内舱；所述甲板设置有监控台；