[发明专利]一种基于视觉和船状态结合的无人机着舰状态监视方法

权利要求书

1.一种基于视觉和船状态结合的无人机着舰状态监视方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据包括风力和海浪的外部环境因素对舰船运动进行建模获得舰船模型，舰载平台上搭载双目相机转台、红外相机、激光传感器以及高性能计算单元；无人机具备无线数据传输系统；

步骤2、通过舰船模型计算出船体重心位置俯仰、横滚、偏摆、沉浮、横荡和纵荡六个自由度扰动后，计算出期望着舰点位置受扰动的影响情况下相对于静止船体的坐标，作为当前时刻的着舰点位置；

步骤3、利用舰载双目相机捕捉图像，发送到站台进行无人机和舰船之间相对位姿的解算；

步骤4、对无人机的位姿进行修正，包括：根据无人机在图像中的成像位置与图像中心位置的偏差解算出双目相机转台俯仰角和方位角的增量；根据所述增量对转台的俯仰角和方位角进行反馈控制，通过设定自适应阈值，对无人机的位姿进行修正，从而实现稳定的目标跟踪和姿态估计；

步骤5、结合激光传感器、红外相机、超宽带雷达和EKF滤波器，进一步提升相对位姿的解算精度；

步骤6、根据步骤2计算出的期望着舰点位置受扰动的影响情况下相对于静止船体的坐标，结合无人机的位姿高度信息，动态共同规划降落轨迹；

步骤7、计算降落轨迹和相对位姿之间的误差分布，对无人机的状态进行监视和预警，并将其通过无线数据传输系统传输给无人机，进行航迹的修正；

所述步骤3中，首先对图像进行预处理，然后利用计算机视觉的方法对无人机进行实时目标跟踪和姿态估计，根据双目相机转台的角度信息和目标跟踪的结果，解算无人机与舰船的相对位姿，并实时调整转台的俯仰角和航向角，对无人机的位姿进行修正，来实现稳定目标跟踪和姿态估计；所述目标跟踪采用YOLOv7的目标跟踪算法进行位置估计，所述姿态估计采用EPro-PnP的方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉和船状态结合的无人机着舰状态监视方法，其特征在于：所述步骤6中，采用Dubins的算法规划无人机降落轨迹。