无人艇是一种海洋空间智能无人运载器,为了协助母船完成各种传统船舶难以完成的任务,需要对母船搭载以及回收无人艇的装置进行研究。针对各种海况下无人艇沿着预定轨迹被对接装置自动回收的问题,主流的方法是先将无人艇引导到对接装置附近,然后依靠对接装置完成回收。由于传感器的测量精度限制,对接这一步骤需要人工介入,为了提高回收过程的智能化程度,本文提出了一种基于双注意力机制的无人艇光学引导回收方法。该方法通过在无人艇和用于回收无人艇的对接装置上同时安装单目视觉系统以及用于引导的光学信标,实现无人艇位置、航向信息的实时测量,并通过以上的数据引导无人艇完成回收任务。本文基于单目视觉原理实现了对无人艇和回收装置之间距离与角度的测量,达到了厘米级别的距离测量精度和毫弧度级的角度测量误差。为了有效的抑制图像中存在的干扰项,提高系统稳定性,在图像处理流程中使用了深度学习技术,使用目标检测模型对光学信标进行预提取,然后针对预处理区域进行轮廓提取。为了控制无人艇的运动,在系统设计中将视觉模块与导航模块直接相连,使用视线导航算法通过视觉系统测量得到的变量控制无人艇的运动轨迹。最终在各种不同的海况下进行湖面联调实验,验证了整体方法的合理性与准确性。本文提出的方法为无人艇沿着预定轨迹被对接装置自动回收的问题提供了可靠的引导数据,该方法的最大捕获距离可到100米,并具有方便实现与可移植到各种无人水上平台的特点。