[发明专利]一种基于子母艇的无人艇自主回收方法

权利要求书

1.一种基于子母艇的无人艇自主回收方法，其特征在于步骤如下：

1)无人艇通过组合导航获取无人艇经纬度、速度与姿态；

2)建立母船-无人艇相对导航坐标系；

3)建立无人艇进入母船坞舱对接区域；所述对接区域为坞舱外部的30m*30m的正方形区域，正方形区域对称轴与相对导航坐标写x轴平行，正方形区域中心点距离坞舱口为40m；

4)无人艇航行进入对接区域，并保持在对接区域内；

5)无人艇控制自身速度位置，使其沿相对导航坐标系x轴航向坞舱；

6)无人艇加速航行，沿坞舱中心线进入母船坞舱内部；

7)无人艇获取与无母船坞舱的相对位置,具体过程为：

7.1.1)在坞舱内部安装4台UWB基站，无人船将定位标签安装与无人艇旋转中心；

7.1.2)无人艇搭载的定位标签重复不间断发送UWB脉冲；

7.1.3)定位标签发送的UWB脉冲被基站接收，并通过测量数据帧到达基站的时间并参考校准数据确定标签到达不同基站之间的时间差，并计算标签相对于基站位置；

7.14)由于UWB基站与坞舱位置相对固定，基站在接受到标签相对与基站位置后，可以计算出标签的相对导航坐标系中位置，并通过无线电台将标签位置发送给无人艇控制计算机；

7.15)无人艇控制计算机将接受到的定位数据作为无人艇实时位置；

8)无人艇采用目标追踪算法航行至指定停靠目标点；

9)停靠回收。

2.根据权利要求1所述的一种基于子母艇的无人艇自主回收方法，其特征在于：所述步骤1)的具体过程为：

1.1)无人艇组合导航系统通过差分GPS获取当前无人艇经纬度；

1.2)无人艇组合导航系统读取惯导系统中陀螺仪与加速度计数据，计算得到无人艇姿态，将陀螺仪与加速度计数据积分得到无人艇当前速度、位置；

1.3)用GPS和惯导输出的位置和速度信息的差值作为量测值，经组合卡尔曼滤波，估计惯导系统的误差，然后对惯导系统进行校正。

3.根据权利要求1所述的一种基于子母艇的无人艇自主回收方法，其特征在于：所述步骤2)的具体过程为：

2.1)通过与母船通信，读取母船经纬度、航向、速度；

2.2)建立以母船坞舱回收点为原点，x轴与母船x轴平行，y轴指向母船右侧，z轴与x轴、y轴垂直指向下的相对导航坐标系。

4.根据权利要求1所述的一种基于子母艇的无人艇自主回收方法，其特征在于：所述步骤5)的具体过程为：

5.1)无人艇控制计算机读取组合导航发送的位置、速度与艏向角；

5.2)控制计算机控制无人艇速度与位置，使无人艇航行至母船中心线上，无人艇速度方向指向相对坐标系X正向，此时无人艇位于坞舱正前方区域，艇首指向坞舱中心方向。

5.根据权利要求1所述的一种基于子母艇的无人艇自主回收方法，其特征在于：所述步骤7)的具体过程为：

7.2.1)无人艇在顶部搭载高精度激光雷达，激光雷达将扫描成的图像发送给控制计算机；

7.2.2)计算机通过聚类算法将扫描数据中直线特征识别出来；

7.2.3)将聚类算法得到的直线特征与已知的坞舱直线特征进行比对，反算出无人艇在坞舱内相对位置。