[发明专利]一种基于水下动态回收平台的AUV回收方法

说明书

本发明公开了一种基于水下动态回收平台的AUV回收方法，包括以下步骤：S1、回收平台进行三维悬停定位，并根据海流数据调整艏向角；S2、AUV通过USBL获取回收平台位姿；S3、AUV判断回收平台是否感知自身，若是，则AUV保持直线稳定性，回收平台通过视觉信息调整位姿；S4、判断回收平台与AUV的距离是否处于预设范围内，若是，则判定AUV到达期望位置，完成对接。通过动态回收平台根据回收区域的水文条件调节自身位姿，避免近距离回收过程中侧向流对AUV的动态影响，通过动态无标定视觉伺服方法作为制导律，克服了传统基于单目或双目摄像机回收时摄像机内外参数不精确造成的作业精度低的问题。

技术领域

本发明涉及智能水下航行器回收技术领域，更具体的说是涉及一种基于 水下动态回收平台的AUV回收方法。

背景技术

目前，智能水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle AUV)作为水下无 人装备体系的核心设备，具有自主性、灵活性、作业范围广、作业用途多等 特点，在水文环境监测、水下资源探测、水下情报侦察、反水雷等方面具有 重要的意义。但AUV受能源与水下通信的影响，必须定期回收进行能源补给、 信息交互才能继续作业，并完成新的委派任务。为解决AUV能源制约与信息 交互问题，部分机构开展了AUV水下回收技术研究。目前水下回收技术主要 可分为水下固定式对接回收和基于潜艇的水下移动式对接回收。

但是，水下固定式回收一般在水底布放固定的水下对接基站进行回收。 这种方式缺陷在于：首先，基站需要平整平面作为支撑，但海底环境复杂多 变，与之配套的功能通信线缆配置复杂，部分海域水深较大，大水深耐压壳 体设计困难；此外，对接装置位置固定，仅依赖AUV的运动控制性能作业， 无法避开流体影响较大区域，降低了AUV回收的成功率；最后，近距离的基 于光视觉的对接方法依赖于水下摄像机参数，而水下摄像机的内外参数是难 以精确获得的；如果利用潜艇进行对接回收，首先，潜艇一般会处于悬停或 定常运动状态，这种AUV主动接近潜艇的行为牺牲了潜艇的主动性，欠缺精 确性；此外，收装置对潜艇的线型设计的影响以及回收过程中产生的噪声均 可能降低潜艇的隐蔽性；最后，回收过程中AUV可能会由于海流影响与潜艇 产生碰撞，影响两者的安全性。

因此，不依赖海洋深度与海底地形，不依赖于摄像机内外参数，对接过 程中根据外界环境信息以及AUV标识灯的状态主动调整回收平台位姿实现对 接，具有更好的机动活性是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于水下动态回收平台的AUV回收方法， 通过动态回收平台根据回收区域的水文条件调节自身位姿，避免近距离回收 过程中侧向流对AUV的动态影响，通过动态无标定视觉伺服方法作为制导 律，克服了传统基于单目或双目摄像机回收时摄像机内外参数不精确造成的 作业精度低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于水下动态回收平台的AUV回收方法，包括以下步骤：

S1、回收平台进行三维悬停定位，并根据海流数据调整艏向角；

S2、AUV通过USBL获取回收平台位姿；

S3、AUV判断回收平台是否感知自身，若是，则AUV保持直线稳定性， 回收平台通过视觉信息调整位姿；

S4、判断回收平台与AUV的距离是否处于预设范围内，若是，则判定 AUV到达期望位置，完成对接。

优选的，所述步骤S1具体包括：

基于位置阶，进行三维悬停定位，基于姿态阶，通过海流数据调整艏向 角，其位姿制导律为：