[发明专利]一种基于多无人艇协同的水上飞机降落系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于多无人艇协同的水上飞机降落系统和方法，包括无人艇定位模块、无人艇环境感知模块、无人艇协同控制模块、无人艇激光模块、通信模块和水上飞机视觉感知模块。所述的无人艇定位模块、无人艇环境感知模块、无人艇协同控制模块、无人艇激光模块都安装在各艘无人艇上。所述的水上飞机视觉感知模块安装在水上飞机上。该基于多无人艇的水上飞机降落系统和方法，解决水上飞机在复杂狭小水面环境下无法安全高效降落的现状，增强水上飞机自主降落的能力，提高了其自主化程度。同时，也拓宽了多无人艇协同控制的应用领域，推动了协同无人艇群技术的发展。

技术领域

本发明涉及一种基于多无人艇协同的水上飞机降落系统和方法，属于智能协同无人艇应用技术领域和水上飞机应用技术领域。

背景技术

水面无人艇(unmanned surface vessel，简称USV)，是近些年来新兴的一种小型无人操作的水面平台，主要用于执行危险以及不适于有人船只执行的任务。其上搭载GPS、惯导、雷达、声呐、超声等传感设备，能够实现自主导航、自主避障、自主追踪等功能，并可以完成很多特殊任务。一旦配备先进的控制系统、通信系统和武器系统后，可以执行多种战争和非战争军事任务，比如：侦察、搜索、探测和排雷；搜救、导航和水文地理勘察。最近兴起的协同无人艇群的发展使得无人艇系统具有更强的鲁棒性、通信能力、机动性、灵活性、更高的作业效率和更广的作业范围。

水上飞机是指能在水面上起飞、降落和停泊的飞机，简称水机，主要用于海上巡逻、反潜、救援和体育运动、旅游、通勤、航拍等。水上飞机的飞行高度为600米至800米，可以填补低空立体交通空白。其工作原理是：当水上飞机停泊在水上时，宽大船体所产生的浮力会使飞机浮在水面上并且不会下沉。但在需要起飞时，螺旋桨发动机产生的拉力，就会拖着它以相当快的速度在水面上滑跑。伴随着速度的不断增加，机翼上产生的升力慢慢克服了飞机的重力，从而把飞机从水面上逐渐托起来，成为在空中飞行的航船。而在它完成空中任务之后，自然也要重返到水面，需要在宽阔水面上滑行一段距离后才能停止。

目前，水上飞机的降落主要是依靠人为的判断水面条件能否满足水上飞机的降落。这会带来两个问题，一是人为的判别存在误差，特别是当水面环境较复杂时，人为判断显得力不从心；二是人为的判断能否降落费时费力，工作效率较低。随着无人系统的发展，特别是水面无人艇的技术的进步，一种自动化、智能化的水上飞机降落系统既可以保证降落的稳定性和安全性，同时能够减少人力物力，提升系统工作效率。得益于智能协同控制无人艇群的发展，使得设计一种智能化、高效可靠的水上飞机降落系统成为可能。这样的一种智能降落系统可以使得水上飞机的降落更加安全和高效，同时可以让水上飞机在相对狭小和复杂的环境中安全的降落，拓宽了水上飞机和水面无人艇技术的应用领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多无人艇的水上飞机降落系统和方法，解决水上飞机在复杂狭小水面环境下无法安全高效降落的现状，增强水上飞机自主降落的能力，提高了其自主化程度。同时，也拓宽了多无人艇协同控制的应用领域，推动了协同无人艇群技术的发展。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：