[發(fā)明專利]一種用于海洋設(shè)備的自主布放回收的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211461965.1
• 申請(qǐng)日: 2022-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN115859212B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司徒偉倫;楊文林;王蘊(yùn)婷;曾維湘;吳輝源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東智能無(wú)人系統(tǒng)研究院（南沙）
• 主分類號(hào): G06F18/25
• 分類號(hào): G06F18/25;G06F18/213;G06F30/20;G06F18/10;G06N20/00
• 代理公司: 廣東南越商專知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44809
• 代理人: 熊雯;張鳴

本發(fā)明公開了一種用于海洋設(shè)備的自主布放回收的方法，該方法包括：基于預(yù)置的跟蹤規(guī)則獲取海洋設(shè)備的圖像特征點(diǎn)信息；將海洋設(shè)備的慣性測(cè)量信息和海洋設(shè)備的圖像特征點(diǎn)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合生成海洋設(shè)備的位姿信息；將海洋設(shè)備的無(wú)線載波信息和海洋設(shè)備的位姿信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合生成海洋設(shè)備的定位軌跡預(yù)測(cè)值；基于所述海洋設(shè)備的定位軌跡預(yù)測(cè)值控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)海洋設(shè)備進(jìn)行自主布放回收。由此，根據(jù)本發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜惡劣的海洋條件下的布放回收問(wèn)題，自動(dòng)化、無(wú)人化、可靠高效的對(duì)海洋設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)的布放回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋設(shè)備網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于海洋設(shè)備的自主布放回收的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)伴隨著陸地資源的減少以及開采成本的增加，人類逐漸把目光轉(zhuǎn)向了水下。對(duì)水下資源的開采，成為各個(gè)國(guó)家新一輪的技術(shù)部署關(guān)鍵，但是水下作業(yè)環(huán)境使得資源的勘探和獲取都十分困難，大多數(shù)作業(yè)任務(wù)只能通過(guò)水上設(shè)備進(jìn)行。然而水上條件復(fù)雜，特別是在海洋作業(yè)時(shí)設(shè)備需要定時(shí)的進(jìn)行布放回收。而海洋環(huán)境多變不穩(wěn)定，使用人工進(jìn)行布放回收是十分危險(xiǎn)和不可靠的。

為了保障海洋工作人員的安全，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋設(shè)備的可靠穩(wěn)定回收，需要在海洋作業(yè)船上安裝自主布放回收設(shè)備。但是，目前這種自主布放回收設(shè)備對(duì)復(fù)雜海況的適應(yīng)能力不強(qiáng)，且定位精度不足，對(duì)于海洋設(shè)備的近距離定位大多依靠光學(xué)傳感器，在海洋魯棒性不高。此外，多傳感器的空間定位上存在數(shù)據(jù)時(shí)延，而且計(jì)算量大，各個(gè)傳感器在空間上的軌跡閉合效果差，位姿累積誤差大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種用于海洋設(shè)備的自主布放回收的方法及系統(tǒng)，能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜惡劣的海洋條件下的布放回收問(wèn)題，自動(dòng)化、無(wú)人化、可靠高效的對(duì)海洋設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)的布放回收。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明第一方面公開了一種用于海洋設(shè)備的自主布放回收的方法，所述方法包括：基于預(yù)置的跟蹤規(guī)則獲取海洋設(shè)備的圖像特征點(diǎn)信息；將海洋設(shè)備的慣性測(cè)量信息和所述海洋設(shè)備的圖像特征點(diǎn)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合生成海洋設(shè)備的位姿信息；將海洋設(shè)備的無(wú)線載波信息和海洋設(shè)備的位姿信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合生成海洋設(shè)備的定位軌跡預(yù)測(cè)值；基于所述海洋設(shè)備的定位軌跡預(yù)測(cè)值控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)海洋設(shè)備進(jìn)行自主布放回收。

在一些實(shí)施方式中，所述基于預(yù)置的跟蹤規(guī)則獲取海洋設(shè)備的圖像特征點(diǎn)信息，包括：獲取海洋設(shè)備的實(shí)時(shí)圖像信息中的第一幀位置信息；利用區(qū)域建設(shè)孿生網(wǎng)絡(luò)跟蹤算法對(duì)所述第一幀位置信息進(jìn)行跟蹤，并判斷跟蹤是否成功；若判斷為跟蹤成功，則獲取所述第一幀位置信息的圖像特征點(diǎn)信息，并獲取所述第一幀位置信息的下一幀位置信息循環(huán)所述基于預(yù)置的跟蹤規(guī)則獲取海洋設(shè)備的圖像特征點(diǎn)信息的步驟。

在一些實(shí)施方式中，利用區(qū)域建設(shè)孿生網(wǎng)絡(luò)跟蹤算法對(duì)所述第一幀位置信息進(jìn)行跟蹤，并判斷跟蹤是否成功，之后，若判斷為跟蹤成功，將所述第一幀位置信息的圖像特征點(diǎn)信息作為訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)保存，還包括：若判斷為跟蹤失敗，則將所述訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)基于目標(biāo)檢測(cè)算法進(jìn)行訓(xùn)練生成檢測(cè)模型；將跟蹤失敗的下一幀位置信息輸入到所述檢測(cè)模型生成再找回圖像信息；獲取所述再找回圖像信息的圖像特征點(diǎn)信息。

在一些實(shí)施方式中，所述將海洋設(shè)備的慣性測(cè)量信息和所述海洋設(shè)備的圖像特征點(diǎn)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合生成海洋設(shè)備的位姿信息，包括：將海洋設(shè)備的圖像特征點(diǎn)信息和海洋設(shè)備的慣性測(cè)量信息進(jìn)行分析生成卡爾曼濾波估計(jì)模型；將所述海洋設(shè)備的圖像特征點(diǎn)信息和海洋設(shè)備的慣性測(cè)量信息代入所述卡爾曼濾波估計(jì)模型，通過(guò)卡爾曼濾波對(duì)海洋設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)生成海洋設(shè)備的位姿信息。

在一些實(shí)施方式中，將海洋設(shè)備的無(wú)線載波信息和所述海洋設(shè)備的位姿信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合生成海洋設(shè)備的定位軌跡預(yù)測(cè)值，包括：利用海洋設(shè)備的無(wú)線載波信息構(gòu)建誤差狀態(tài)模型；將所述海洋設(shè)備的無(wú)線載波信息和海洋設(shè)備的位姿信息代入所述誤差狀態(tài)模型，通過(guò)容積卡爾曼濾波生成海洋設(shè)備的定位軌跡預(yù)測(cè)值。