[发明专利]一种基于视觉的AUV双级导引系统和方法

摘要

本发明公开了一种基于视觉的AUV双级导引系统和方法，包括接驳站、AUV、安装在接驳站上的导引灯，还包括云台视觉系统，云台视觉系统包括控制处理器，固定安装在AUV艏部的视觉云台，罩在所述视觉云台上且与AUV艏部形成密封腔的透明水密罩；所述视觉云台包括底座、水平旋转组件、俯仰旋转组件、相机；控制处理器根据采集的导引灯图像，通过导引灯在图像的像素坐标平面的坐标偏差控制视觉云台，使得导引灯在像素坐标系中维持在居中位置；控制处理器以相机俯仰角相反数和相机偏航角相反数作为AUV的俯仰角和偏航角，以0度作为AUV的目标俯仰角和目标偏航角，通过PID控制算法最终实现AUV的位姿调整，顺利接驳。

主权项

1.一种基于视觉的AUV双级导引系统，包括接驳站、AUV、安装在接驳站上的导引灯，其特征在于，还包括云台视觉系统，云台视觉系统包括控制处理器，固定安装在AUV艏部的视觉云台，罩在所述视觉云台上且与AUV艏部形成密封腔的透明水密罩；所述视觉云台包括：底座，其固定安装在AUV艏部；水平旋转组件，其包括活动安装在底座上的U型支撑架，带动U型支撑架在底座表面沿底座的垂直轴旋转的垂直旋转轴，驱动垂直旋转轴的第一驱动电机以及安装在第一驱动电机与垂直旋转轴的第一码盘；俯仰旋转组件，其包括活动安装在U型支撑架上的相机载体，带动相机载体沿U型支撑架的水平轴旋转的水平旋转轴，驱动水平旋转轴的第二驱动电机以及安装在第二驱动电机与水平旋转轴的第二码盘；相机，其安装在相机载体上，用于采集导引灯图像，并将该导引灯图像传输至控制处理器；相机的俯仰角和AUV俯仰角一致时，第二码盘的角度作为相机的俯仰角零点，相机的偏航角和AUV偏航角一致时，第一码盘的角度作为相机的偏航角零点，第一码盘和第二码盘分别输出相机相对于AUV的偏航角和俯仰角，简称相机偏航角和相机俯仰角；控制处理器根据采集的导引灯图像，通过导引灯在图像的像素坐标平面的坐标偏差控制视觉云台，使得导引灯在像素坐标系中维持在居中位置；控制处理器以相机俯仰角相反数和相机偏航角相反数作为AUV的俯仰角和偏航角，以0度作为AUV的目标俯仰角和目标偏航角，通过PID控制算法最终实现AUV的位姿调整，顺利接驳。