1.一种基于声学和光学引导的auv捕获引导方法,其特征在于包括:
当母船接收到auv传送的待回收信号后采用四个水声换能器向auv发送声信号;
auv接收声信号并计算不同信号到达auv的时间差、根据该时间差计算auv与母船的相对位置,auv将其位置信息以及声引导状态发送至母船,母船向auv回收装置rov发送声引导状态,auv回收装置rov接收到状态信息后将其位置及方向信息发送至母船,母船将auv回收装置rov的位置和朝向信息传送至auv,auv根据auv回收装置rov的位置信息调整其行进方向并向auv回收装置rov靠近,当auv与auv回收装置rov的距离小于设定阈值时,则auv回收装置停止发送声信号并向母船发送光引导状态;
auv检测auv回收装置rov上设置的引导灯信号,当检测到auv回收装置rov后壁引导灯信号时,则通过识别auv回收装置rov内后壁的引导灯相对于其前侧引导灯所构成的坐标系的相对位置估算auv回收装置rov的位置,auv根据实时估算出的auv回收装置rov的位置信息调整运动方向、保证auv回收装置rov后壁的引导灯始终保持在前侧坐标系原点位置;
当auv运动至auv回收装置rov内则此时只能识别位于auv回收装置rov后壁的引导灯,则auv向母船发送进仓状态,记录auv向rov后壁引导灯的移动时间以及auv进入回收装置rov的程度,直到auv与auv回收装置rov后壁的距离满足设定值、则auv被固定则完成捕获任务,并向母船发送回收完毕信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于声学和光学引导的auv捕获引导方法,其特征还在于:如果auv无法检测到auv回收装置rov上任意一个引导灯,则auv环绕auv回收装置rov运动一周直至检测到引导灯,如果仍无法检测到引导灯则证明auv故障,并向母船发送auv故障状态。
3.根据权利要求2所述的一种基于声学和光学引导的auv捕获引导方法,其特征还在于:如果auv的进仓时间超过设定的时间阈值,则视为回收失败,则auv离开auv回收装置rov舱内,并重复回收操作。
4.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的一种基于声学和光学引导的auv捕获引导方法,其特征还在于:当auv检测到auv回收装置rov上所有的信号灯时,采用视差法提取所有信号灯的中心位置,通过auv回收装置rov后壁引导灯在其前侧引导灯所构成的坐标系的坐标获得auv所需旋转的角度,具体方式为:
设rov前侧四个引导灯在摄像机坐标系下的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),其后壁引导灯坐标为(x0,y0),计算auv回收装置前侧引导灯所构成的坐标系下的原点坐标在摄像机坐标系下的坐标为:
p0=(u0,v0)(19)
其中,
因而求得rov后壁引导灯在其前侧引导灯所构成的坐标系下的坐标为:
已知rov深度值s,故auv的旋转角度θ为
通过不断旋转角度θ进而不断调整auv的行进方向,确保其在进入回收舱之后正对回收舱后壁的引导灯。