面向AUV自主回收的单目视觉定位算法

严卫生，高 智 ，杨小龙，王卫国

（西北工业大学 航 海学院，陕西 西 安 7 10072）

自主水下航行器在海洋研究、生态监测、军事侦察等领域有着重要而广泛的应用。受体积和质量的限制，AUV携带的能源十分有限，对于长时间作业的AUV，必须通过支持平台对AUV进行布放和回收，以补充能源、传递信息和维护保障。利用水面船或空中进行布放回收，无法保证回收平台的隐蔽性，而且易受水面波浪的干扰，在复杂海况下无法对AUV进行回收。因此，在水下设置回收站，实施AUV的自主回收回收成为目前AUV研究的一个重要方向[1]。

俄罗斯海洋科学技术研究所对回收系统进行了研究设计，1995年他们利用声学和电磁信息进行了回收系统的设计，随后有利用声学和视频信息对回收系统进行了进一步的设计[2]。韩国的A.A.Kushnerik等人[3]利用视觉辅助方法进行了AUV回收的研究。他们根据AUV的回收结构设计了一个矩形标志，用AUV自身安装的摄像机对其成像，然后对图像进行边缘检测和轮廓提取，进而估计出矩形的中心相对于AUV的位姿信息，引导AUV实现回收。哈尔滨工程大学为解决AUV自主回收问题首先在水下回收平台上设置一处平面回收位置,然后控制AUV接近回收位置上部,最后落下并停靠在回收平台上,实现AUV回收[4-5]。

文中紧密结合海洋监测和军事侦察领域中对AUV水下自主回收的需求，研究了一种比较通用的单目视觉定位方法,可以快速准确测量AUV与回收回收装置的相对位置。

1 问题描述

AUV自主回收过程中要使AUV能准确并安全的进入回收装置，就要求AUV能对回收装置进行精确定位，文中主要研究利用摄像机实现对回收装置精确定位。……