[发明专利]无人船自动进离码头的方法、系统和控制终端

说明书

本发明提供了一种无人船自动进离码头的方法、系统和控制终端，涉及无人船技术领域，该方法应用于无人船进离码头低速、小位移时的自动控制，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环境图像的多帧关键帧图像；环境图像包括水面和码头标志物；码头标志物位于世界坐标系中的第一位置，第一位置预先配置；基于关键帧图像和第一位置确定无人船在进港或离港时的船体位姿信息；根据船体位姿信息控制无人船驶进或驶离码头。本发明改善了目前通过GPS定位对无人船进离港定位准确性较差的技术问题，提升了无人船在低速、小位移情况下的进离港控制的准确性。

技术领域

本发明涉及无人船技术领域，尤其是涉及一种无人船自动进离码头的方法、系统和控制终端。

背景技术

目前，对于无人船航行时的位置确定，通常采用GPS定位系统通过报文解算得到。然而，由于无人船舶在进离码头时航速较低、位移较小，因此通过传统的GPS定位，无法准确的获取船体的位置信息。并且，由于进离港时靠近岸边较近，也可能会导致船体的GPS信号受到岸上电子设备的干扰，导致准确度进一步受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人船自动进离码头的方法、系统和控制终端，以改善了目前通过GPS定位对无人船进离港定位准确性较差的技术问题。

第一方面，本发明提供一种无人船自动进离码头的方法，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；

基于所述关键帧图像和所述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；

根据所述船体位姿信息控制无人船驶进或驶离码头。

在可选的实施方式中，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；所述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：

通过所述第一视觉定位系统识别所述水面图像，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。

在可选的实施方式中，所述船体位姿信息包括航向角；所述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。

在可选的实施方式中，上述方法还包括：

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。