[发明专利]一种无人船自主泊岸方法、计算机设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种无人船自主泊岸方法、计算机设备及存储介质，该方法利用无人船自身搭载的传感器设备，在确定需要进行泊岸时，通过激光雷达和摄像头分别采集无人船周围的三维点云数据和岸基标线图像，分别进行处理，得到障碍物栅格图，对两幅障碍物栅格进行融合，得到优化岸基标线障碍物的优化障碍物栅格图，并依据优化障碍物栅格图，控制无人船调整姿态自主泊岸。通过本发明，能够实现自主泊岸的功能，无需增加成本，方便复制泊岸点设定，增加了无人船的自主回收能力。

技术领域

本发明属于无人船控制领域，特别是涉及到一种无人船自主泊岸方法、计算机设备及存储介质。

背景技术

随着无人船的应用范围越来越广，无人船的任务执行和回收工作耗费大量的人力物力，一种无人船自主泊岸方法可以极大的节省人力值守成本。传统的自主泊岸方法存在着需要在停泊点搭载传感设备，比如红外对射、接触传感器等设备。

发明专利“一种无人船自动停泊系统及方法”(公开号CN106896815A)。提供了自主停泊的技术方案中，在回收平台安装了基座、导轨、压力传感器设备，这样需要建造一个停泊点安装该设备，限制了停泊点的使用场景，并增加了施工难度和建造成本。

发明专利“一种智能船舶靠泊辅助系统及方法”(公开号CN103901806B)提供了一种固定的岸边的监控系统，基于多传感器提供可靠的环境信息。然后在低速航行的过程中，精确的判断船舶的动力学模型比较困难，由于传感器存在一定的误差经度，造成对船体的控制精度无法实现精确的自主泊岸。

发明名称“一种基于邻域智能水滴算法的水面无人船路径规划方法”(公开号CN103744428A)的专利申请针对基本IWD方法存在的易陷入局部最优解导致方法停滞及收敛速度较慢的问题进行了改进，可以避免该方法陷入局部最优导致早熟，提高了方法寻优的收敛速度。但是该方法没有考虑无人船靠泊过程中岸边的码头对无人船航向航速的影响，无法实现无人船的安全自主靠泊发明专利“基于单目视觉和激光数据融合的无人船自主停泊系统和方法”(公开号CN108445880A)公开的系统及方法，通过视觉传感器检测标定泊位角度、激光传感器测定泊位距离相结合来实现无人船的停泊。该方法没有给出具体可操作性的停泊策略；没有考虑当视觉传感器丢失特征时的紧急航行策略；且该方法没有考虑停泊中无人船的姿态控制问题，无法直接应用于有限狭窄空间的停泊。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供了一种自主式靠岸的方法、计算机设备及存储介质。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无人船自主泊岸方法，包括步骤：

S1、通过GNSS定位获取当前无人船的坐标位置，并判断与岸边距离是否在第一范围内，以及是否接收到泊岸指令，判断是否进行自主泊岸航行模式；

S2、通过惯性测量单元IMU装置获得无人船船体的姿态信息，通过给定的方向量调整船体动力分配，以调整船体的姿态；

S3、通过激光雷达获取无人船周围第一范围的三维点云数据，通过滤波、去孤立点及二维映射进行点云数据处理，同时对岸线点云进行跟踪，获取第一障碍物栅格图；

S4、通过摄像头获取岸线标线图像信息，通过图像卷积操作提取岸线标线图像中直线信息，通过纹理信息提取岸线标线图像中岸边标识，通过仿生变换得到岸标线正视图，计算岸线在岸线标线图像中的像素和实际的岸线距离信息，换算得到每个像素对应的距离值，消除摄像头的距离信息损失，并通过跟踪算法，对岸线进行跟踪，建立第二障碍物栅格图；

S5、将第一障碍物栅格图和第二障碍物栅格图进行融合，得到优化岸基标线障碍物的优化障碍物栅格图；

S6、依据优化障碍物栅格图，控制无人船调整姿态自主泊岸。