一种无人船自主回收方法及系统与流程

本发明属于人工智能，更具体地，涉及一种无人船自主回收方法及系统。

背景技术：

1、无人船是一种新型的小型智能船舶，可搭载多传感器完成多种任务：海上搜救、水文探测、环境检测、港口巡逻、侦察任务等。随着不断的发展，无人船必将具有更加丰富的功能和更加广泛的运用。

2、无人船自主精准回收是指无人船在完成水上任务之后，通过一定方式使得无人船和船坞保持相互对中，同时无人船自行开入船坞完成二者对接。传统方法是通过gps和惯导实时获取无人船相对船坞进口的转向角，根据转向角大小控制油门动作幅度，实现无人船朝着船坞进口前进。但该方案的缺点在于通过gps和惯导计算出的转向角度会随着无人船和船坞进口的不断靠近而误差不断增大，在二者距离小于一定值时转向角度大小波动剧烈，无法作为准确的控制信号对油门进行控制，不利于无人船的自主对接回收。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种无人船自主回收方法及系统，旨在解决现有无人船自主回收方法中无人船与船坞进口较近时误差较大的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种无人船自主回收方法，包括以下步骤：

3、基于船坞口和无人船实时的rtk定位信息，分别确定无人船与船坞口的相对距离和相对方位；所述船坞口和无人船均携带一个用于对其进行视觉定位的apriltag标牌；

4、当从无人船侧检测到船坞口的apriltag标牌和/或从船坞口侧检测到无人船的apriltag标牌时，获取基于检测到的apriltag标牌对承载apriltag标牌的船坞口和/或无人船进行实时视觉定位的结果，以更新无人船与船坞口的相对方位；

5、基于所述相对方位调整无人船的航向，并基于所述相对距离调整无人船的速度，以将无人船自主回收至船坞口。

6、在一个可选的示例中，所述方法还包括：

7、若船坞口与无人船的相对距离小于预设距离，则基于无人船上安装的激光雷达，对船坞口的周围环境进行slam建图，获得导航地图，并基于导航地图调整无人船的速度和航向，以引导无人船安全驶入船坞口。

8、在一个可选的示例中，在从无人船侧检测到船坞口的apriltag标牌，且从船坞口侧检测到无人船的apriltag标牌的情况下，更新无人船与船坞口的相对方位，包括：

9、基于船坞口和无人船实时的rtk定位信息，确定船坞口与无人船的rtk相对方位；

10、基于船坞口与无人船的rtk相对方位，确定第一结果和第二结果分别对应的置信度，再结合第一结果和第二结果，更新船坞口与无人船的相对方位；

11、其中，所述第一结果为基于检测到的apriltag标牌对船坞口进行实时视觉定位的结果；所述第二结果为基于检测到的apriltag标牌对无人船进行实时视觉定位的结果。

12、在一个可选的示例中，基于所述相对方位调整无人船的航向，包括：

13、每隔预设周期，对预设周期内视觉定位获得的多个相对方位进行平滑处理，获得处理后的相对方位；

14、基于处理后的相对方位，调整无人船的航向。

15、第二方面，本发明提供了一种无人船自主回收系统，包括：

16、定位模块，用于基于船坞口和无人船实时的rtk定位信息，分别确定无人船与船坞口的相对距离和相对方位；所述船坞口和无人船均携带一个用于对其进行视觉定位的apriltag标牌；

17、当从无人船侧检测到船坞口的apriltag标牌和/或从船坞口侧检测到无人船的apriltag标牌时，获取基于检测到的apriltag标牌对承载apriltag标牌的船坞口和/或无人船进行实时视觉定位的结果，以更新无人船与船坞口的相对方位；

18、控制模块，用于基于所述相对方位调整无人船的航向，并基于所述相对距离调整无人船的速度，以将无人船自主回收至船坞口。

19、在一个可选的示例中，所述系统还包括雷达定位模块，用于：

20、若船坞口与无人船的相对距离小于预设距离，则基于无人船上安装的激光雷达，对船坞口的周围环境进行slam建图，获得导航地图，并基于导航地图调整无人船的速度和航向，以引导无人船安全驶入船坞口。

21、在一个可选的示例中，在从无人船侧检测到船坞口的apriltag标牌，且从船坞口侧检测到无人船的apriltag标牌的情况下，所述定位模块具体用于通过如下方式更新船坞口与无人船的相对方位，包括：

22、基于船坞口和无人船实时的rtk定位信息，确定船坞口与无人船的rtk相对方位；

23、基于船坞口与无人船的rtk相对方位，确定第一结果和第二结果分别对应的置信度，再结合第一结果和第二结果，更新船坞口与无人船的相对方位；

24、其中，所述第一结果为基于检测到的apriltag标牌对船坞口进行实时视觉定位的结果；所述第二结果为基于检测到的apriltag标牌对无人船进行实时视觉定位的结果。

25、在一个可选的示例中，所述控制模块具体用于通过如下方式调整无人船的航向：

26、每隔预设周期，对预设周期内视觉定位获得的多个相对方位进行平滑处理，获得处理后的相对方位；

27、基于处理后的相对方位，调整无人船的航向。

28、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的无人船自主回收方法。

29、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的无人船自主回收方法。

30、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

31、本发明提供一种无人船自主回收方法及系统，通过远距离采用rtk引导调整无人船的速度和航向，近距离采用rtk定位确定船坞口与无人船的相对距离，并结合船坞口和无人船两边apriltag标牌视觉定位确定相对方位的方式，保证无人船速度和航向调整的准确性，避免无人船与船坞进口较近时误差较大的问题，提高无人船自主回收的准确率和效率，保障无人船精准驶入船坞口。

技术特征：

1.一种无人船自主回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的无人船自主回收方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的无人船自主回收方法，其特征在于，在从无人船侧检测到船坞口的apriltag标牌，且从船坞口侧检测到无人船的apriltag标牌的情况下，更新无人船与船坞口的相对方位，包括：

4.根据权利要求1至3任一项所述的无人船自主回收方法，其特征在于，基于所述相对方位调整无人船的航向，包括：

5.一种无人船自主回收系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的无人船自主回收系统，其特征在于，还包括雷达定位模块，用于：

7.根据权利要求5所述的无人船自主回收系统，其特征在于，在从无人船侧检测到船坞口的apriltag标牌，且从船坞口侧检测到无人船的apriltag标牌的情况下，所述定位模块具体用于通过如下方式更新船坞口与无人船的相对方位，包括：

8.根据权利要求5至7任一项所述的无人船自主回收系统，其特征在于，所述控制模块具体用于通过如下方式调整无人船的航向：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求1-4任一项所述的无人船自主回收方法。

技术总结本发明提供了一种无人船自主回收方法及系统，其中方法包括：基于船坞口和无人船实时的RTK定位信息，分别确定无人船与船坞口的相对距离和相对方位；船坞口和无人船均携带一个用于对其进行视觉定位的Apriltag标牌；当从无人船侧检测到船坞口的Apriltag标牌和/或从船坞口侧检测到无人船的Apriltag标牌时，获取基于检测到的Apriltag标牌对船坞口和/或无人船进行实时视觉定位的结果，以更新无人船与船坞口的相对方位；基于相对方位调整无人船的航向，并基于相对距离调整无人船的速度。本发明避免了无人船与船坞进口较近时误差较大的问题，提高了无人船自主回收的准确率和效率，保障无人船精准驶入船坞口。技术研发人员：陈鲲,冯涛,陈龙,聂梓熠,潘伟康受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇九研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/2