一种布放回收水下机器人的方法、装置及母船与流程

本技术涉及无人设备，具体涉及一种布放回收水下机器人的方法、装置及母船。

背景技术：

1、海洋蕴藏着丰富的海洋矿物资源、化学资源、生物资源和动力资源，对于资源匮乏的我国来说，海洋开发更具有特殊意义。近十几年来，无缆水下机器人(auv)在各等领域的优势开始逐渐显现。在采用auv等水下潜器进行自主探索海洋的同时，能够稳定安全的布放以及回收auv是保证探索深海的基本条件，是进行水下作业采样、样本带回分析的重要保障。目前，auv的布放回收主要方式包括水面母船回收。水面母船回收是指auv执任务完成后返回预定海域并靠近母船，通过母船上的吊车等设备将auv吊起，完成回收。但是，这种方式受环境影响大，当工作海况较大时，母船存在严重的摇晃，auv浮出水面后同样很难保持稳定，导致回收难度大、时间长，回收成本变高。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提出了本技术。本技术的实施例提供了一种布放回收水下机器人的方法、装置及母船，可以提高水下机器人回收效率。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种布放回收水下机器人的方法，包括：当母船以及水下机器人位于同一视场范围时，获取母船以及水下机器人的位置图片；根据所述位置图片，获取当前所述母船与所述水下机器人的位姿相对关系；根据所述位姿相对关系，分别调整所述母船的位置和姿态以及所述水下机器人的位置和姿态，以使所述水下机器人进入所述母船的回收位置；当所述水下机器人进入所述母船的回收位置时，锁死所述水下机器人以完成回收。

3、在一实施例中，所述母船以及所述水下机器人两侧均涂有识别区，所述根据所述位置图片，获取当前所述母船与所述水下机器人的位姿相对关系包括：根据所述母船的两个所述识别区之间的距离和方位、在所述位置图片上所述母船的所述识别区之间的像素点距离和像素点方位、所述母船与所述水下机器人之间的像素点距离和像素点方位，获取所述母船与所述水下机器人的第一位姿相对关系；根据所述水下机器人的两个所述识别区之间的距离和方位、在所述位置图片上所述水下机器人的所述识别区之间的像素点距离和像素点方位、所述母船与所述水下机器人之间的像素点距离和像素点方位，获取所述水下机器人与所述母船的第二位姿相对关系；将所述第一位姿相对关系与所述第二位姿相对关系进行加权平均处理，获得实际位姿相对关系。

4、在一实施例中，所述母船的甲板后端的两侧均涂装有辅助视觉定位的第一识别区，所述根据所述母船的两个所述识别区之间的距离和方位、在所述位置图片上所述母船的所述识别区之间的像素点距离和像素点方位、所述母船与所述水下机器人之间的像素点距离和像素点方位，获取所述母船与所述水下机器人的第一位姿相对关系，包括：获取两个所述第一识别区之间的第一实际距离和第一实际方位；处理所述位置图片，获得两个所述第一识别区之间在所述位置图片上的第一像素点距离和第一像素点方位、所述位置图片上所述母船与所述水下机器人的第二像素点距离以及第二像素点方位；获取所述第一实际距离、所述第一实际方位与所述第一像素点距离、所述第一像素点方位之间的第一比例关系；根据所述第一比例关系、所述第二像素点距离和所述第二像素点方位，获取当前所述母船与所述水下机器人的第一位姿相对关系。

5、在一实施例中，所述水下机器人的前端和后端均涂装有辅助视觉定位的第二识别区，所述根据所述水下机器人的两个所述识别区之间的距离和方位、在所述位置图片上所述水下机器人的所述识别区之间的像素点距离和像素点方位、所述母船与所述水下机器人之间的像素点距离和像素点方位，获取所述水下机器人与所述母船的第二位姿相对关系，还包括：获取两个所述第二识别区之间的第二实际距离和第二实际方位；处理所述位置图片，获得两个所述第二识别区之间在所述位置图片上的第三像素点距离和第三像素点方位、所述位置图片上所述母船与所述水下机器人的第四像素点距离以及第四像素点方位；获取所述第二实际距离、所述第二实际方位与所述第三像素点距离、所述第三像素点方位之间的第二比例关系；根据所述第二比例关系、所述第四像素点距离和所述第四像素点方位，获取当前所述水下机器人与所述母船的第二位姿相对关系。

6、在一实施例中，所述当母船以及水下机器人位于同一视场范围时，获取母船以及水下机器人的位置图片还包括：当母船以及水下机器人位于同一视场范围，且所述水下机器人未进入所述母船的回收位置时，以预设频率获取母船以及水下机器人的位置图片；其中，所述根据所述位置图片，获取当前所述母船与所述水下机器人的位姿相对关系包括：根据不同时刻的所述位置图片，获取不同时刻所述母船与所述水下机器人的位姿相对关系。

7、在一实施例中，所述根据所述位姿相对关系，分别调整所述母船的位置和姿态以及所述水下机器人的位置和姿态包括：根据所述位姿相对关系，调整所述母船的第一位置和第一姿态；根据调整后的所述位姿相对关系，再次调整所述母船的第二位置和第二姿态，直至所述水下机器人进入所述母船的回收位置，且锁死所述水下机器人；以及根据所述位姿相对关系，调整所述水下机器人的第三位置和第三姿态；根据调整后的所述位姿相对关系，再次调整所述水下机器人的第四位置和第四姿态，直至所述水下机器人进入所述母船的回收位置，且锁死所述水下机器人。

8、在一实施例中，所述根据所述位姿相对关系，调整所述母船的第一位置和第一姿态包括：根据所述位姿相对关系以及所述母船的运动速度，计算不同时刻所述母船的目标位置；其中，所述母船进行匀速运动；根据不同时刻所述母船的目标位置，调整所述母船的第一位置和第一姿态。

9、在一实施例中，所述根据所述位姿相对关系，调整所述水下机器人的第三位置和第三姿态包括：根据所述位姿相对关系以及所述水下机器人的运动速度，计算不同时刻所述水下机器人的目标位置；其中，所述水下机器人进行匀速运动；根据不同时刻所述水下机器人的目标位置，调整所述水下机器人的第三位置和第三姿态。

10、根据本技术的另一个方面，提供了一种布放回收水下机器人的装置，包括：获取图片模块，用于当母船以及水下机器人位于同一视场范围时，获取母船以及水下机器人的位置图片；获取姿态模块，用于根据所述位置图片，获取当前所述母船与所述水下机器人的位姿相对关系；调整模块，用于根据所述位姿相对关系，分别调整所述母船的位置和姿态以及所述水下机器人的位置和姿态，以使所述水下机器人进入所述母船的回收位置；回收模块，用于当所述水下机器人进入所述母船的回收位置时，锁死所述水下机器人以完成回收。

11、根据本技术的另一个方面，提供了一种布放回收水下机器人的母船，包括：无人机，所述无人机用于拍摄位置图片；锁紧装置，所述锁紧装置锁死所述水下机器人；控制器，所述控制器与所述无人机通信连接，所述控制器用于执行上述任一项实施例所述的布放回收水下机器人的方法。

12、本技术提供的布放回收水下机器人的方法、装置及母船，拍摄母船以及水下机器人的位置图片，通过位置图片分析获得母船与水下机器人的位姿相对关系，根据位姿相对关系对母船和水下机器人进行调整，使母船和水下机器人相互靠近，直至水下机器人进入母船的回收位置。通过拍摄位置图片实现对母船和水下机器人的定位，根据位姿相对关系进行位置和姿态的调整，提高水下机器人回收效率，降低回收难度，减少回收时间。