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申请/专利权人：江苏韩通赢吉重工有限公司

摘要：本发明提供一种基于视觉激光融合的无人船自主靠离泊方法及系统，涉及图像处理技术领域，包括获取码头区域图像并进行预处理，得到码头边缘特征，求解出船体相对于码头的初始姿态角，并对初始姿态角进行优化，得到最优船体姿态估计结果；通过激光雷达获取码头区域的三维点云数据并进行预处理，得到码头平面图像，基于码头平面方程计算出船体相对于码头的初始位移量，并对初始位移量进行优化，得到最优船体位置估计结果；将得到结果输入到预先训练的视觉激光融合模型中，得到最优船体位姿融合估计结果，根据预设的目标码头位置，利用预先构建的船舶靠离泊路径规划模型，得到最优的靠离泊路径曲线，并将路径曲线转换为可执行的运动轨迹。

主权项：1.一种基于视觉激光融合的无人船自主靠离泊方法，其特征在于，包括：获取码头区域图像并进行预处理，得到码头边缘特征，利用所述码头边缘特征与船体轮廓的相对位置关系，建立船体姿态估计模型，求解出船体相对于码头的初始姿态角，并对初始姿态角进行优化，得到最优船体姿态估计结果；通过激光雷达获取码头区域的三维点云数据并进行预处理，得到码头平面图像，提取码头平面点云并构建码头平面方程，基于码头平面方程计算出船体相对于码头的初始位移量，并构建激光测量误差补偿方程对初始位移量进行优化，得到最优船体位置估计结果；将得到的最优船体姿态估计结果和最优船体位置估计结果输入到预先训练的视觉激光融合模型中，得到最优船体位姿融合估计结果；根据最优船体位姿融合估计结果和预设的目标码头位置，基于船舶与码头、障碍物之间的斥力以及目标码头位置的引力，构建复合势场函数，通过求解复合势场函数的梯度得到船舶在每个位置的期望运动方向，生成靠离泊路径曲线；将生成的靠离泊路径曲线划分为多个段，利用五次多项式函数对每个段进行拟合，并利用多项式函数的导数信息计算靠离泊路径曲线上每个离散点的切线方向和曲率，并根据船舶的速度和加速度约束对离散点进行筛选和调整，得到初始运动轨迹；将得到的初始运动轨迹作为初始解，结合船舶的动力学模型构建运动轨迹优化问题，其中船舶的动力学模型可以包括推进器推力和舵角限制，同时引入平滑因子和安全性约束，采用非线性优化算法对初始运动轨迹进行优化，最终得到可执行的运动轨迹。

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