CN113341965A - 无人艇艉滑道自动引导回收的目标跟踪识别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人艇艉滑道自动引导回收的目标跟踪识别装置，属于无人艇回收技术领域，包括：母船艉滑道目标跟踪识别单元与无人艇目标跟踪识别单元；其中，母船艉滑道目标跟踪识别单元位于母船艉滑道上，无人艇目标跟踪识别单元位于无人艇上，在自动回收过程中通过母船艉滑道目标跟踪识别单元与无人艇目标跟踪识别单元进行双向识别和交互通讯，实现对无人艇与艉滑道之间相对距离和角度信息的识别和获取，以用于在复杂海况下对无人艇自动回收的跟踪定位与路径规划。主要用于水面无人艇进行艉滑道自动回收时的目标跟踪识别与精确定位，以实现无人艇在艉滑道自动回收过程中的路径引导与航行控制。
Description
技术领域
本发明属于无人艇回收技术领域，更具体地，涉及一种艉滑道收放形式进行无人艇自动回收的目标跟踪识别装置。
背景技术
随着近年来无人艇在海上执行探测侦察、巡逻护航等海上任务的优势凸显，无人艇的应用得到了快速发展。而由于海洋气候环境的恶劣，在高海况下对无人艇进行手动回收的操作难度较大，因此通过高精度识别定位技术实现对无人艇的自动引导回收，对提高无人艇在复杂海况条件下的布放回收效率具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种无人艇艉滑道自动引导回收的目标跟踪识别装置，可应用于水面无人艇的艉滑道自动布放与回收，以实现无人艇在自动回收过程中的高精度跟踪定位与路径规划，以保障无人艇在复杂海况下的高效安全收放。
为实现上述目的，本发明提供了一种无人艇艉滑道自动引导回收的目标跟踪识别装置，包括：母船艉滑道目标跟踪识别单元与无人艇目标跟踪识别单元；
其中，母船艉滑道目标跟踪识别单元位于母船艉滑道上，无人艇目标跟踪识别单元位于无人艇上，在自动回收过程中通过母船艉滑道目标跟踪识别单元与无人艇目标跟踪识别单元进行双向识别和交互通讯，实现对无人艇与艉滑道之间相对距离和角度信息的识别和获取，以用于在复杂海况下对无人艇自动回收的跟踪定位与路径规划。
在一些可选的实施方案中，所述母船目标跟踪识别单元设置在艉滑道收放装置的基准中心线上。
在一些可选的实施方案中，所述无人艇目标跟踪识别单元安装布置在无人艇的中轴线上。
在一些可选的实施方案中，所述母船艉滑道目标跟踪识别单元包括第一图像识别模块、第一LED标识模块、第一通讯数传模块和第一波浪补偿模块，其中，第一图像识别模块安装在第一波浪补偿模块上；
所述无人艇目标跟踪识别单元包括：第二图像识别模块、第二LED标识模块、第二通讯数传模块和第二波浪补偿模块，其中，第二图像识别模块安装在第二波浪补偿模块上；
所述第一图像识别模块用于对所述第二LED标识模块进行识别，所述第二图像识别模块用于对所述第一LED标识模块进行识别，以实现对无人艇与艉滑道之间相对距离和角度信息的识别和获取；
所述第一通讯数传模块与所述第二通讯数传模块用于交互信息；
所述第一波浪补偿模块，用于对所述第一图像识别模块在海浪颠簸条件下进行姿态校正，以补偿、抵御因波浪颠簸或船体摇晃而产生的抖动干扰，实现在复杂海况下对所述第二LED标识模块的平稳识别；
所述第二波浪补偿模块，用于对所述第二图像识别模块在海浪颠簸条件下进行姿态校正，以补偿、抵御因波浪颠簸或船体摇晃而产生的抖动干扰，实现在复杂海况下对所述第一LED标识模块的平稳识别。
在一些可选的实施方案中，所述第一图像识别模块用于对所述第二LED标识模块进行识别，以获得在母船后方自动识别引导回收区域内目标无人艇相对艉滑道收放装置基准中心点的极坐标定位信息。
在一些可选的实施方案中，所述第二图像识别模块用于对所述第一LED标识模块进行识别，以判断目标无人艇在自动引导回收过程中相对艉滑道收放装置的航向偏差。
在一些可选的实施方案中，所述母船艉滑道目标跟踪识别单元，用于根据自动识别引导回收区域内无人艇目标相对艉滑道收放装置基准中心点的极坐标定位信息以及航向偏差，计算获得无人艇自动引导回收的规划路径，并通过所述第一通讯数传模块发送至无人艇航行控制系统，由其在规划路径的引导下完成航行状态的调整。
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，能够取得下列有益效果：
本发明通过确定无人艇艉滑道自动回收的目标跟踪定位方式，研究明确了无人艇在艉滑道自动回收区域内的路径引导要求，并提出无人艇艉滑道自动回收的目标跟踪识别方法，以实现在复杂海况条件下对无人艇自动回收过程的高精度跟踪定位与路径规划。可应用于水面无人艇的艉滑道自动布放与回收，以实现无人艇在自动回收过程中的高精度跟踪定位与路径规划，以保障无人艇在复杂海况下的高效安全收放。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种无人艇艉滑道自动引导回收的目标跟踪识别方法示意图；
其中，1为无人艇，2为母船，3为艉滑道收放装置，4为母船目标跟踪识别单元，5为无人艇目标跟踪识别单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明实例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明提出一种无人艇艉滑道自动引导回收的目标跟踪识别装置，确定无人艇艉滑道自动回收的目标跟踪识别方式，明确无人艇艉滑道自动引导回收的目标跟踪识别区域，设定无人艇自动引导回收的识别定位信息，实现在复杂海况条件下对无人艇自动回收过程的高精度跟踪定位与路径规划。
如图1所示，在艉滑道收放装置3上设置母船目标跟踪识别单元4，在无人艇1上设置无人艇目标跟踪识别单元5；母船艉滑道目标跟踪识别单元4包括第一图像识别模块、第一LED标识模块、第一通讯数传模块和第一波浪补偿模块，其中，第一图像识别模块安装在第一波浪补偿模块上；无人艇目标跟踪识别单元5包括第二图像识别模块、第二LED标识模块、第二通讯数传模块和第二波浪补偿模块，其中，第二图像识别模块安装在第二波浪补偿模块上。母船目标跟踪识别单元4与无人艇目标跟踪识别单元5进行双向识别和交互通讯，实现对无人艇目标与艉滑道之间相对距离和角度信息的识别和获取。
自动识别引导回收区域设定在母船艉滑道收放装置3后方，将艉滑道收放装置3的基准中心点作为原点，以此作为圆心、夹角120°的扇形区域作为自动识别引导回收区；母船目标跟踪识别单元4设置在母船2的艉滑道收放装置3的基准中心线上，通过第一图像识别模块对无人艇目标跟踪识别单元5中的第二LED标识模块进行识别，以获得无人艇1在自动识别引导回收区域内的极坐标定位信息(L，θ)。
其中，L为通过第一图像识别模块识别到无人艇目标跟踪识别单元5与艉滑道收放装置3之间的距离，θ为通过第一图像识别模块识别到无人艇目标跟踪识别单元5与艉滑道收放装置3基准中心线之间的夹角角度。
无人艇1上的目标跟踪识别单元5安装在无人艇1的中轴线上，通过其第二图像识别模块对母船目标跟踪识别单元4中的第一LED标识模块进行识别，以判断无人艇1在自动引导回收过程中相对艉滑道收放装置3的航向偏差角度α。其中，α为无人艇1自身的航向角度信息，同时也为通过第二图像识别模块识别到母船目标跟踪识别单元4与艉滑道收放装置3基准中心线之间的夹角角度。
根据自动识别引导回收区域内无人艇1相对艉滑道收放装置3基准中心点的极坐标定位信息，计算获得无人艇1(起始点)与艉滑道收放装置3基准中心点(目标点)之间的相对距离偏差(Δx,Δy)。其中，
Δx＝L·sinθ，Δy＝L·cosθ
通过第一通讯数传模块将目标点与起始点之间的偏差距离信息(Δx,Δy)发送至无人艇1航行控制系统，无人艇1根据该距离信息自动调整航向角α向目标点行进，同时在行进的规划路径中，目标跟踪识别装置将引导无人艇1优先实现Δx→0，使其航行至艉滑道收放装置3的基准中心线上，并保持无人艇1在自动识别引导回收区域内的极坐标定位θ角度趋近于0；其次实现Δy→0，引导无人艇1驶入艉滑道收放装置3完成自动捕捉回收。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无人艇艉滑道自动引导回收的目标跟踪识别装置，其特征在于，包括：母船艉滑道目标跟踪识别单元与无人艇目标跟踪识别单元；
其中，母船艉滑道目标跟踪识别单元位于母船艉滑道上，无人艇目标跟踪识别单元位于无人艇上，在自动回收过程中通过母船艉滑道目标跟踪识别单元与无人艇目标跟踪识别单元进行双向识别和交互通讯，实现对无人艇与艉滑道之间相对距离和角度信息的识别和获取，以用于在复杂海况下对无人艇自动回收的跟踪定位与路径规划。
2.根据权利要求1所述的目标跟踪识别装置，其特征在于，所述母船目标跟踪识别单元设置在艉滑道收放装置的基准中心线上。
3.根据权利要求1所述的目标跟踪识别装置，其特征在于，所述无人艇目标跟踪识别单元安装布置在无人艇的中轴线上。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的目标跟踪识别装置，其特征在于，所述母船艉滑道目标跟踪识别单元包括第一图像识别模块、第一LED标识模块、第一通讯数传模块和第一波浪补偿模块，其中，第一图像识别模块安装在第一波浪补偿模块上；
所述无人艇目标跟踪识别单元包括：第二图像识别模块、第二LED标识模块、第二通讯数传模块和第二波浪补偿模块，其中，第二图像识别模块安装在第二波浪补偿模块上；
所述第一图像识别模块用于对所述第二LED标识模块进行识别，所述第二图像识别模块用于对所述第一LED标识模块进行识别，以实现对无人艇与艉滑道之间相对距离和角度信息的识别和获取；
所述第一通讯数传模块与所述第二通讯数传模块用于交互信息；
所述第一波浪补偿模块，用于对所述第一图像识别模块在海浪颠簸条件下进行姿态校正，以补偿、抵御因波浪颠簸或船体摇晃而产生的抖动干扰，实现在复杂海况下对所述第二LED标识模块的平稳识别；
所述第二波浪补偿模块，用于对所述第二图像识别模块在海浪颠簸条件下进行姿态校正，以补偿、抵御因波浪颠簸或船体摇晃而产生的抖动干扰，实现在复杂海况下对所述第一LED标识模块的平稳识别。
5.根据权利要求4所述的目标跟踪识别装置，其特征在于，所述第一图像识别模块用于对所述第二LED标识模块进行识别，以获得在母船后方自动识别引导回收区域内目标无人艇相对艉滑道收放装置基准中心点的极坐标定位信息。
6.根据权利要求5所述的目标跟踪识别装置，其特征在于，所述第二图像识别模块用于对所述第一LED标识模块进行识别，以判断目标无人艇在自动引导回收过程中相对艉滑道收放装置的航向偏差。
7.根据权利要求6所述的目标跟踪识别装置，其特征在于，所述母船艉滑道目标跟踪识别单元，用于根据自动识别引导回收区域内无人艇目标相对艉滑道收放装置基准中心点的极坐标定位信息以及航向偏差，计算获得无人艇自动引导回收的规划路径，并通过所述第一通讯数传模块发送至无人艇航行控制系统，由其在规划路径的引导下完成航行状态的调整。
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