本發(fā)明涉及無人船領(lǐng)域，尤其是涉及一種無人船控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著無人機相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，無人機應(yīng)用的環(huán)境越來越復(fù)雜，無人機的應(yīng)用也越來越廣泛，現(xiàn)有的無人機為了實現(xiàn)躲避障礙物的功能，在無人機上設(shè)置雙目攝像頭，通過雙目攝像頭獲取障礙物的左圖像和右圖像，再根據(jù)左圖像和右圖像確定障礙物的三維位置，使無人機規(guī)避障礙物。然而，在水下機器人上，也同樣采取雙目攝像機進行圖形的采集時，攝像機采集的水下圖像顏色會偏色，影響圖像處理單元的分析，進而影響了最終探測的目標物的距離，增加了探測距離與實際距離的誤差。

另一方面，水下機器人在水中行進作業(yè)中，可能需要跟蹤目標物，隨著該目標物行進，然而，通過人為操作水下機器人跟隨目標物難度極大，而現(xiàn)有技術(shù)中，公開了通過聲吶定位跟蹤目標物，但是需要在目標物上設(shè)置接收端的聲吶，該技術(shù)在當目標物是不可控的物體時，是無法實現(xiàn)的，比如當水下機器人需要跟蹤魚時，不可能會預(yù)先在魚的身體上設(shè)置聲吶接收發(fā)射裝置，可見聲吶定位難以實現(xiàn)追蹤隨機出現(xiàn)的目標物的目的。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無人船控制方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)無人船在水下進行追蹤目標物、避讓目標物、以及根據(jù)目標物位置規(guī)劃無人船航線。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

一種無人船控制方法，包括采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像，計算出目標物的位置信息，并根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船的行進動作。

優(yōu)選的，所述的無人船包括可潛入水下或浮于水面的船體，所述的船體上設(shè)置有單目攝像裝置或雙目攝像裝置，所述的采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像，計算出目標物的位置信息，包括以下步驟：

s1、通過雙目攝像裝置同時采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像或通過單目攝像裝置依次采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像；

s2、對步驟s1中采集的第一圖像和第二圖像進行數(shù)據(jù)處理，確定目標物與無人機之間的距離。

優(yōu)選的，所述的步驟s2包括：

s201、對采集的第一圖像和第二圖像進行圖形增強處理；

s202、對通過圖形增強處理后的圖像進行視覺測距計算，準確確定目標物與無人機之間的距離。

優(yōu)選的，所述的圖形增強處理包括：對單目攝像裝置或雙目攝像裝置采集的第一圖像和第二圖像進行顏色修正計算，去除水下圖像的顏色偏差，獲得清晰的第一圖像和第二圖像。

優(yōu)選的，所述根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船的行進動作包括：

根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船追蹤目標物；

或者，根據(jù)檢測的目標物的位置信息，控制無人船避讓目標物；

或者，根據(jù)目標物的位置信息，實時規(guī)劃無人船的航線，并控制無人船按照規(guī)劃的航線行進。

優(yōu)選的，所述的根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船追蹤目標物，包括：根據(jù)目標物的位置，使無人船與目標物之間的距離保持在設(shè)定的距離范圍內(nèi)，并控制船體動作以保持目標物在主相機視野的中心；

所述的根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船避讓目標物，包括：獲取沒有檢測到目標物的雙目攝像裝置對應(yīng)的方位，并使所述的無人船的運動方向朝向沒有檢測到目標物的所述的雙目攝像裝置對應(yīng)的方位偏轉(zhuǎn)。

本發(fā)明同時還提供一種采用上述無人船控制方法的無人船系統(tǒng)，該無人船系統(tǒng)包括：

船體，所述的船體可潛入水下或浮于水面；

單目攝像裝置或雙目攝像裝置，所述的雙目攝像裝置設(shè)置在船體上，用于同步采集目標物的圖像，所述的單目攝像裝置設(shè)置在船體上用于依次采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像；

控制器，所述的控制器對單目攝像裝置或雙目攝像裝置采集的第一圖像和第二圖像進行處理確定目標物的距離，并根據(jù)該目標物的距離控制船體的行進動作。

優(yōu)選的，所述的雙目攝像裝置包括一個，設(shè)置在船體的前端，所述的船體上還設(shè)置有主相機；

優(yōu)選的，所述的主相機設(shè)置在雙目攝像裝置的左側(cè)相機和右側(cè)相機之間的中間位置，所述主相機的視角不大于雙目攝像裝置的視角。

優(yōu)選的，所述的控制器包括視覺模塊和航控模塊，所述的視覺模塊接收單目攝像裝置或雙目攝像裝置采集的第一圖像和第二圖像進行數(shù)據(jù)處理，獲取目標物的位置信息，并將該位置信息發(fā)送給航控模塊，所述的航控模塊接收該位置信息控制無人船行進動作。

優(yōu)選的，所述的無人船系統(tǒng)還包括外部終端，所述的船體與外部終端通信連接，所述的外部終端用于顯示主相機拍攝的圖像和用于接收用戶輸入控制指令；

優(yōu)選的，所述的外部終端包括智能手機、平板電腦、pc機、筆記本電腦、vr設(shè)備、遙控器；

優(yōu)選的，用戶通過智能手機app與無人船互動，所述的app至少包括實時顯示主相機拍攝的水下圖像的顯示單元和用于接收控制指令的輸入單元；

優(yōu)選的，所述的控制指令包括用戶確定目標物的指令。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的無人船系統(tǒng)實現(xiàn)了無人船對目標物的進行追蹤、避讓以及規(guī)劃航線的功能，提高了無人船的智能性。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的描述。

附圖說明

附圖作為本發(fā)明的一部分，用來提供對本發(fā)明的進一步的理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中：

圖1為無人船追蹤目標物的控制步驟圖；

圖2為無人船系統(tǒng)的示意圖。

需要說明的是，這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的構(gòu)思范圍，而是通過參考特定實施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說明本發(fā)明的概念。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明提供了一種無人船控制方法，包括，采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像，計算出目標物的位置信息，并根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船的行進動作。

具體的，本發(fā)明中，所述的無人船包括可潛入水下或浮于水面的船體，所述的船體上設(shè)置有雙目攝像裝置或單目攝像裝置，所述的采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像，計算出目標物的位置信息，包括以下步驟：

s1、通過雙目攝像裝置同時采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像或通過單目攝像裝置依次采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像；

s2、對步驟s1中采集的第一圖像和第二圖像進行數(shù)據(jù)處理，確定目標物與無人機之間的距離。

本發(fā)明中，當無人船上設(shè)置雙目攝像裝置時所述的第一圖像和第二圖像是通過雙目攝像裝置同步采集的，即所述的第一圖像和第二圖像是由雙目攝像裝置同時采集的。而當無人船上設(shè)置為單目攝像裝置時，則所述的第一圖像和第二圖像是通過單目相機依次采集的，當然的，為了提高計算準確度，單目攝像裝置需要連續(xù)采集出第一圖像和第二圖像，且采集的時間足夠短。另一方面因為計算原理的不同，單目攝像裝置只能測量位置固定的物體，因此，單目攝像裝置具有局限性，本發(fā)明中優(yōu)選使用雙目攝像裝置進行圖像的采集。

進一步的，所述的步驟s2包括：

s201、對采集的第一圖像和第二圖像進行圖形增強處理；

s202、對通過圖形增強處理后的圖像進行視覺測距計算，準確確定目標物與無人機之間的距離。

因為雙目攝像裝置或單目攝像裝置是在水下進行圖像的采集，因此采集的第一圖像和第二圖像會受到水的影響或者受到水下燈光的影響或者受到無人船自帶照明燈的影響，圖形會偏色，因此為了獲得正常清洗的圖片，也為了后續(xù)的識別和計算的準確及方便，對同一時刻采集的第一圖像和第二圖像進行圖形增強處理，所述的圖形增強處理包括：對雙目攝像裝置或單目攝像裝置采集的第一圖像和第二圖像進行顏色修正計算，去除水下圖像的顏色偏差，獲得清晰的第一圖像和第二圖像。

優(yōu)選的，本發(fā)明中所述根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船的行進動作包括：

根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船追蹤目標物；

或者，根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船避讓目標物；

或者，根據(jù)目標物的位置信息，實時規(guī)劃無人船的航線，并控制無人船按照規(guī)劃的航線行進。

其中，所述的根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船追蹤目標物，包括：根據(jù)目標物的位置，使無人船與目標物之間的距離保持在設(shè)定的距離范圍內(nèi)，并控制船體動作以保持目標物在主相機視野的中心。

具體的，參見圖1所示，本發(fā)明中的無人船追蹤目標物包括以下步驟：

s1、通過雙目攝像裝置同時采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像或通過單目攝像裝置依次采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像；

s201、對采集的第一圖像和第二圖像進行圖形增強處理；

s202、對通過圖形增強處理后的圖像進行視覺測距計算，準確確定目標物與無人機之間的距離,得到目標物的位置信息；

s203、根據(jù)目標物的位置，使無人船與目標物之間的距離保持在設(shè)定的距離范圍內(nèi)，并控制目標物在無人船的主相機視野的中心。

優(yōu)選的，因為無人船在水下轉(zhuǎn)向和暫停等行進動作相對于飛行的無人機難度大很多，無人船在水下慣性大，阻力也大，為了提高無人船跟蹤目標物的靈活性，本發(fā)明的無人船在追蹤目標物的過程中，可采用雙目攝像裝置實時的采集目標物的位置，并預(yù)判目標物的行進趨勢，并根據(jù)該行進趨勢，提前調(diào)整無人船行進動作。如此，則有利于無人船減少不必要的行進，有利于節(jié)約能源，提高追蹤效率。

所述的根據(jù)目標物的位置信息，控制無人船避讓目標物，包括：獲取沒有檢測到目標物的雙目攝像裝置對應(yīng)的方位，并使所述的無人船的運動方向朝向沒有檢測到目標物的所述的雙目攝像裝置對應(yīng)的方位偏轉(zhuǎn)。

所述的根據(jù)目標物的位置信息，實時規(guī)劃無人船的航線，并控制無人船按照規(guī)劃的航線行進包括，根據(jù)雙目攝像裝置實時采集目標物的第一圖像和第二圖像，計算出目標物的位置，并根據(jù)該目標物的位置變化預(yù)先判斷該目標物的運動趨勢，從而規(guī)劃無人船的最佳路線。其中，該目標物可能是無人船需要追蹤的目標物，也可能是無人船需要避讓的目標物，比如當無人船在追蹤一條魚的時候，可預(yù)判魚的行進方向來及時調(diào)整船體的方向和速度，以提高追蹤的效率。而當目標物為水下一塊石頭或者樹根水草等，無人船需要在行進過程中避讓該物體，則無人船將該物體作為目標物，并根據(jù)該目標物的位置，規(guī)劃無人船的航線，避讓該物體。

需要說明的是，本發(fā)明中，所說的目標物是可隨時改變的，該目標物可包括水下的固定物體，可也以是水下可活動的物體，比如一條魚，該目標物可能是需要追蹤的物體，也可是需要避讓的物體。

本發(fā)明同時提供一種無人船控制方法的無人船系統(tǒng)，包括：

船體，所述的船體可潛入水下或浮于水面；

單目攝像裝置或雙目攝像裝置，所述的雙目攝像裝置設(shè)置在船體上，用于同步采集目標物的圖像，所述的單目攝像裝置設(shè)置在船體上用于依次采集目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像；

控制器，所述的控制器對單目攝像裝置或雙目攝像裝置采集的第一圖像和第二圖像進行處理確定目標物的距離，并根據(jù)該目標物的距離控制船體的行進動作。

參見圖2所示，本發(fā)明中，當采用雙目攝像裝置時，所述的雙目攝像裝置的兩攝像頭同時曝光，同時采集到所述的第一圖像和第二圖像，然后將第一圖像和第二圖像發(fā)送至控制器，所述的控制器對采集的第一圖像和第二圖像進行數(shù)據(jù)處理得出目標物的位置信息，然后控制器根據(jù)該位置信息產(chǎn)生控制指令，控制船體的行進動作，以進行追蹤或者避障目標物。

優(yōu)選的，所述的雙目攝像裝置包括一個，設(shè)置在船體的前端，所述的船體上還設(shè)置有主相機；

當然的本發(fā)明中，雙目攝像裝置不限于一個，可在船體的表面設(shè)置多個，多個雙目攝像裝置分別采集不同方向和區(qū)域的第一圖像和第二圖像，從而可全面的探測無人船周圍環(huán)境，效果更佳。當然的，船體上也可以只設(shè)置單目攝像裝置，優(yōu)選的，單目攝像裝置設(shè)置在船體的前端，單目攝像裝置連續(xù)采集處目標物所在區(qū)域的第一圖像和第二圖像。

優(yōu)選的，所述的主相機設(shè)置在雙目攝像裝置的左側(cè)相機和右側(cè)相機之間的中間位置，所述主相機的視角不大于雙目攝像裝置的視角。優(yōu)選的，主相機的視角范圍小于雙目攝像裝置的視角，可在雙目攝像裝置的視角范圍內(nèi)進行攝像拍照。

優(yōu)選的，所述的控制器包括視覺模塊和航控模塊，所述的視覺模塊接收雙目攝像裝置實時采集的第一圖像和第二圖像進行數(shù)據(jù)處理，獲取目標物的位置信息，并將該位置信息發(fā)送給航控模塊，所述的航控模塊接收該位置信息控制無人船行進動作。

優(yōu)選的，所述的無人船系統(tǒng)還包括外部終端，所述的船體與外部終端通信連接，所述的外部終端用于顯示主相機拍攝的圖像和用于接收用戶輸入控制指令；進一步的，因為無線信號在水下傳輸中衰減快，因此，本發(fā)明中，所述的無人船系統(tǒng)還包括一可浮于水面的基站，所述的船體與基站之間通過零浮力的線纜相連，所述的基站上設(shè)置有無線模塊，以與外部終端之間無線連接。

優(yōu)選的，所述的外部終端包括智能手機、平板電腦、pc機、筆記本電腦、vr設(shè)備、遙控器；

優(yōu)選的，用戶通過智能手機app與無人船互動，所述的app至少包括實時顯示主相機拍攝的水下圖像的顯示單元和用于接收控制指令的輸入單元；

優(yōu)選的，所述的控制指令包括用戶確定目標物的指令。

本發(fā)明中，所述的顯示單元上實時的顯示主相機采集的水下圖像，顯示單元包括觸控顯示屏，用戶通過在顯示屏上框選范圍來下達確定目標物的指令，所述的外部終端根據(jù)用戶框選的范圍確定目標物后，將用戶下達的目標物指令實時傳遞給無人船，所述的無人船接受該指令后，重新確定目標物。

本發(fā)明中，在無人船進行追蹤目標物的過程中，可通過外部終端輸入確定目標物的指令實時改變目標物，而無人船在行進作業(yè)中，避讓目標物的過程是自動進行的，當雙目攝像裝置檢測到無人船與目標物體距離較近且具有碰撞危險時，該物體會自動被識別為目標物，從而有利于無人船避障，保證了無人船在行進中的安全。

綜上所述，本發(fā)明的無人船系統(tǒng)，實現(xiàn)了無人船在水下進行追蹤目標物、避讓目標物、以及根據(jù)目標物位置規(guī)劃無人船航線的功能，提高了無人船領(lǐng)域的智能化水平。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明方案的范圍內(nèi)。