1.一种无人船自动停泊系统,其特征在于,包括设置于无人船上的自动定位停泊模块、设置于水岸交界处的回收平台以及设置于岸边的定位牌;其中,自动定位停泊模块包括控制器、GPS收发装置、无线通信装置、电子罗盘、陀螺仪、灰度摄像头、摄像头、第一超声波传感器、动力单元,所述GPS收发装置、电子罗盘、陀螺仪、灰度摄像头、摄像头、第一超声波传感器、动力单元分别与控制器连接,第一超声波传感器设置于无人船船头位置,控制器通过无线通信装置与回收平台通信;定位牌包括一个黑色识别条和两个灰色识别条,两个灰色识别条以黑色识别条为中心相互对称;回收平台包括回收平台基座、四个支撑杆、四个压力传感器、电机、导轨、线缆,压力传感器、电机分别与控制器连接,四个支撑杆平均分布于回收平台基座表面,每个支撑杆顶端设置一个压力传感器,回收平台基座一侧与导轨相连,电机通过线缆带动回收平台基座沿导轨上下运动;回收平台基座与导轨相连的一侧的长度与定位牌的长度相等,且定位牌设置于回收平台正后方。
2.根据权利要求1所述无人船自动停泊系统,其特征在于,该系统还包括碰撞保护模块,所述碰撞保护模块包括气囊、第二至第三超声波传感器、第一至第二红外线收发装置,气囊、第二超声波传感器、第三超声波传感器、第一红外线收发装置、第二红外线收发装置分别与控制器连接;且气囊设置于回收平台基座与导轨相连的一侧的中间,第二超声波传感器、第三超声波传感器分别设置于气囊两侧,以气囊为中心相互对称,与气囊所在侧垂直的两侧分别设置有第一红外线收发装置、第二红外线收发装置,且第一红外线收发装置、第二红外线收发装置与气囊所在侧的距离为2cm。
3.根据权利要求1所述无人船自动停泊系统,其特征在于,所述动力单元包括相互对称的左侧推进螺旋桨、右侧推进螺旋桨,且左侧推进螺旋桨、右侧推进螺旋桨分别与控制器连接。
4.根据权利要求1所述无人船自动停泊系统,其特征在于,所述控制器采用STM32单片机。
5.根据权利要求1所述无人船自动停泊系统,其特征在于,所述定位牌设置于回收平台正后方5cm处。
6.根据权利要求1所述无人船自动停泊系统,其特征在于,所述电机采用50KG电机。
7.一种无人船自动停泊方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,利用GPS收发装置确定无人船与回收平台的距离,当无人船与回收平台的距离小于等于2m时,通过灰度摄像头捕捉无人船前方的图像;
步骤2,对图像进行灰度处理,设定图像大小为N*M,各个像素点表示为Pij(redij,greenij,blueij),将每个像素点做以下变换,得到Gij(g1ij,g2ij,g3ij),其中,g1ij=0.2950*redij,g2ij=0.5865*greenij,g3ij=0.1185*blueij,1≤i≤N,1≤j≤M;
步骤3,对图像每列像素点进行处理,得到单列像素点的数据值Kj,处理公式为:
Lij=[(g1ij-255)+(g2ij-255)+(g3ij-255)+c]2;c=1,步骤4,对Kj从大到小排序,并将排好序的数据值的列编号值j赋给A[M]数组,利用第一超声波传感器测量无人船与回收平台的距离L;
若L>50cm,从A[M]数组中提取A[0],Q=A[0]-M/2;
若Q>q1,则控制无人船右旋,3≤q1≤5;
若-q1≤Q≤q1,则控制无人船保持现有状态不变;
若Q<-q1,则控制无人船左旋;
若L≤50cm,从A[M]数组中提取A[0]-A[4], vi为残差;
若|σ|<0.4,则S=[A[0]+σ]/(M/2);
若S>s1,则控制无人船右旋,1≤s1≤3;
若-s1≤S≤s1,则控制无人船保持现有状态不变;
若S<-s1,则控制无人船左旋;
若|σ|≥0.4,则控制无人船保持现有状态不变;
步骤5,当无人船进入回收平台基座时,利用第一超声波传感器测量无人船与回收平台的距离,当距离小于3cm时,控制器控制动力单元停止工作,与此同时,第二超声波传感器、第三超声波传感器、第一红外线收发装置、第二红外线收发装置开始工作,当第二超声波传感器、第三超声波传感器测量无人船与回收平台的距离小于1.5cm且第一红外线收发装置、第二红外线收发装置检测到无人船通过时,打开气囊;
步骤6,无人船进入回收平台基座后,回收平台基座开始上浮,同时,压力传感器检测压力值并传送至控制器,当压力值正确时,回收平台基座平稳上浮,否则,基座停止上浮并通知岸上的操作员,由操作员通过摄像头传输的画面控制无人船调整姿势后重新上浮。