[发明专利]一种智能巡航船自动回航方法及其自动回航系统

说明书

本发明公开了一种智能巡航船自动回航方法及其自动回航系统，包括单片机采集器模块、视觉摄像头模块、机器人控制模块、单片机驱动器模块、手持终端模块、物联网数据传输模块；根据北斗定位的经纬度信息，设定三个回航点A、B、C,保存于一片水域的模型文件中，B点在A点和C点之间；回航时，会先行驶到A点，回到A点后，向B点前进；在从A点到B点的过程中，船头的方向进行调整寻找C点位置，使在C点的船坞此时会被视觉摄像头捕捉到，最终行驶进到船坞，完成回航。本发明解决了智能船在室外的超远水域距离上，够自主回航的问题，不需构建地图，避免使用巨大的文件和计算能力很强的硬件，大大降低成本。

技术领域

本发明属于智能船的自动回航技术领域，具体涉及一种在户外水域，智能船能精准回航的一种智能巡航船自动回航方法及其自动回航系统。

背景技术

在目前的研究中，有相关智能船的自动回航技术研究还很少。技术相近的方案是在扫地机器人的自动回充。对于目前市面上的扫地机器人的回充方法依据所使用的不同传感器大致可以分为以下几种：红外传感器、超声波传感器、视觉传感器、激光传感器，以及上述几种传感器混合使用的方法。

在扫地机器人工作中当检测到电量不足时，会自动寻找充电座。由于各种传感器的局限性，我们需要扬长避短，充分发挥各种传感器的优势。所以在此过程中依据离充电座的远近可以分为远距离回充和近距离回充：

在远距离回充方法上：比较高端的扫地机器人会加入路径规划算法，通过搭载的激光传感器来构建出房间的地图，同时标记出充电座的位置。在需要充电时，自动规划一条路径回到充电座附近的地方。而比较中低端的则采用沿墙壁行走的方法来寻找充电座。事实上我们大部分扫地机器人就是通过后一种方法来回到充电座附近的地方。

在近距离的回充方法上：一般在充电座上安装红外传感器或超声传感器，配合扫地机器人本体上的传感器完成定位。市面上70％的扫地机器人采用单独的红外传感器，以及其他传感器融合的方法，而还有一些则采用超声波传感器。

1、单种红外传感器：

市面上70％的扫地机器人采用单独的红外传感器，以及其他传感器融合的方法。充电座的三组红外发射器均发出红外调制编码信号，而扫地机器人前方装有多个红外线接受装置。用于检测红外信号的强度，通过一定的算法来实现对接。这种方法的缺点是由于红外信号强度受多种因素的影响，所以回充速度较慢，总路径较长，同时精度也不是很高。

优点：成本较低，范围较广,易于开发。

缺点：精度较差，受环境影响较大，回充效率较低；室外光纤充足，特别是烈日当空的时候，红外接收器往往会失灵；红外线在传输过程中容易受到室内荧光灯干扰，所以会出现扫地机器人无法找到充电基座的情况发生。

2、红外摄像头融合：

优点：精度较高，提高了回充的效率。

缺点：开发难度较大，需要算力好的硬件支持，提高了成本。

3、激光雷达传感器：

扫地机器人上有一个可360度旋转的激光测距头，常用于构建地图和避障。国内许多机器人就利用这个传感器，将充电座做一个特殊的处理，相当于贴上一个标签。通常将扫地机器人的充电座表面区分为高低不同的凹凸区域，凹区域的材质的光线反射率高，凸区域的材质的的光线吸收率高，激光雷达通过识别这个特别的区域进行回充。

优点：探测范围较广，比较稳定。

缺点：开发比较复杂，需要较好的硬件系统和算法支持。

4、超声雷达：