一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法

技术特征：
1.一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：水下机器人在冰下返航过程中，通过高清摄像头观察周围环境、搜寻图像码路标；步骤2：发现返航路线上的图像码后，采集图像码路标图像；步骤3：对采集的图像进行识别处理，获取图像码路标信息；步骤4：根据图像码图像估算距离该图像码的距离和方向；步骤5：通过估计的图像码的距离和方向获得对应的图像码路标的位置信息，计算水下机器人当前的估计位置信息；步骤6：若当前水下机器人自主导航的位置信息置信度低于当前由图像码估计的位置信息，则使用估计的位置信息，完成水下机器人航行位置的校正，否则更新水下机器人当前位置信息为图像码估计的位置信息，用于返航过程中的辅助导航。2.一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法，其特征在于，图像码路标为若干个通过冰洞布放于冰下的图像码路标。3.根据权利要求1所述的一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法，其特征在于，所述冰洞为通过冰钻在长期冰站上打通的直径不超过10cm的冰洞。4.根据权利要求1所述的一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法，其特征在于，估算距离该图像码的距离为按照图像码图像的像素分辨率的缩放比例对距离进行估计。5.根据权利要求1所述的一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法，其特征在于，所述图像码路标形状为球体或多面体，在球形或多面体的图像码路标上分别设有多个图像码图像。6.根据权利要求1所述的一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法，其特征在于，所述图像码路标在冰下布放之后，从同一深度各个角度观察均可以识别确认图像码路标信息，包括id标号和方向标号。7.根据权利要求1所述的一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法，其特征在于，所述球体或多面体的图像码路标信息均包含的基础信息：路标的id序号，对于多面体图像码路标信息，还包括用于指示方向的对应面标号；所述的带有对应面标号的图像码路标，用于给水下机器人提供洞口方向信息，用于方向不准确或者无方向信息来源的冰下机器人航行控制。8.根据权利要求1所述的一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法，其特征在于，所述的图像码路标id序号与路标的位置信息一一对应，并提前将唯一映射关系信息输入到水下机器人控制系统，水下机器人采集图像、识别图像码的id序号，从而对应出该路标的位置信息。9.根据权利要求1所述的一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法，其特征在于，所述路标的呈现方式为二维码，或根据路标信息量多少，使用其他视觉路标形式：一维码，数字码。10.根据权利要求1所述的一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航系统，包括搭载在水下机器人本体上的高清摄像头、水下机器人控制器，图像码路标，所述
高清摄像头用于拍摄图像码图像；所述水下控制器存储有程序，当加载程序时执行如权利要求1-9任意一项所述的方法步骤，识别拍摄图像码路标的位置和方向信息，从而定位机器人本体相对返航洞口的位置实现辅助导航。

技术总结
本发明涉及一种基于图像码路标的水下机器人极地冰下视觉辅助导航方法,包括：制作图像码路标并对其进行位置信息编码；通过冰钻在冰面钻洞之后将图像码路标布放于冰底；水下机器人冰下航行过程中利用摄像头或其他光学设备对冰下图像码路标进行识别；通过图像码的识别，确定图像码对应的位置坐标；根据水下机器人的姿态，估算水下机器人相对路标点的位置；结合通过路标标号信息获得对应的图像码路标位置信息和估算的距离路标距离方向，得到水下机器人当前估算的位置更新信息，实现冰下位置的校正。的校正。的校正。


技术研发人员：曾俊宝 阎述学 徐高鹏 刘崇德 李一平 李硕
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳自动化研究所
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/4/29