[发明专利]无人船自动进离码头的方法、系统和控制终端

权利要求书

1.一种无人船自动进离码头的方法，其特征在于，所述方法应用于无人船进离码头低速、小位移时的自动控制，所述方法包括：

获取无人船当前所处位置周围的环境图像；

通过船体视觉定位系统识别所述环境图像的多帧关键帧图像；所述环境图像包括水面和码头标志物；所述码头标志物位于世界坐标系中的第一位置，所述第一位置预先配置；所述船体视觉定位系统包括第一视觉定位系统和第二视觉定位系统；

通过所述第一视觉定位系统识别水面图像，并确定所述无人船相对于水面标志物的第一位姿信息；

通过所述第二视觉定位系统识别所述码头标志物图像，并确定所述无人船相对于码头标志物的第二位姿信息；

对所述第一位姿信息和所述第二位姿信息进行融合处理，得到在进港或离港时当前所述无人船的所述船体位姿信息；

根据所述船体位姿信息控制无人船驶进或驶离码头。

2.根据权利要求1所述的无人船自动进离码头的方法，其特征在于，所述船体位姿信息包括航向角；基于所述关键帧图像和第一位置确定所述无人船在进港或离港时的船体位姿信息的步骤，包括：

对多帧所述关键帧图像进行特征点匹配，得到针对环境图像中的每个三维点对应的相机光束点；

通过所述相机光束点确定所述船体视觉定位系统的相机姿态；

基于相机姿态和第一位置确定无人船相对于码头停泊位置的所述航向角。

3.根据权利要求1所述的无人船自动进离码头的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于船头的摄像头和船尾的摄像头在同一时刻各拍摄一张水平面的图像和一张码头的图像；码头的图像包括码头标志物；

基于水平面的图像确定无人船在世界坐标系中的第一俯仰参数和第一滚动参数；

基于所述码头的图像和所述第一位置，确定所述无人船在所述世界坐标系中的平移参数以及旋转参数；所述旋转参数包括偏航参数、第二滚动参数以及第二俯仰参数；

基于所述第一俯仰参数与第二俯仰参数，以及第一滚动参数和第二滚动参数之间的差别，确定所述偏航参数的可信度。

4.根据权利要求1所述的无人船自动进离码头的方法，其特征在于，所述根据所述船体位姿信息控制无人船驶进或驶离码头的步骤，包括：

通过船体视觉定位系统确定无人船当前所处行驶进程；所述行驶进程包括驶进码头或驶离码头；

基于所述行驶进程、所述船体位姿信息和目标行进位置确定无人船行进轨迹；所述目标行进位置包括驶进码头的目标位置或驶离码头的目标位置；

根据所述无人船行进轨迹控制无人船驶进码头或驶离码头。

5.根据权利要求4所述的无人船自动进离码头的方法，其特征在于，通过船体视觉定位系统确定无人船当前所处行驶进程的步骤，包括：

通过第一视觉定位系统识别水面图像，确定目前随帧递进的水面图像的第一目标物像素范围；

如果随帧递进的所述第一目标物像素范围是递增的，则确定无人船时驶离码头，反之则为驶进码头；

或者，

通过所述第二视觉定位系统识别码头标志物图像，确定目前随帧递进的码头标志物图像的第二目标物像素范围；

如果随帧递进的所述第二目标物像素范围是递增的，则确定无人船时驶进码头，反之则为驶离码头。

6.根据权利要求1至5任一项所述的无人船自动进离码头的方法，其特征在于，当所述无人船驶进码头时，所述方法还包括：

当无人船在距离码头预设距离时获取码头预设位置处设置的码头标志物信息；

对所述码头标志物信息进行解码识别，确认码头待载人员信息；所述码头待载人员信息包括待载人员待船位置；所述码头标志物信息携带有所述待载人员对应的人员信息；

基于所述待船位置和无人船当前所处位置确定载人接驳航线；

根据所述载人接驳航线校正当前船体位姿信息，并控制所述无人船基于校正后的船体位姿信息驶进码头。