[發(fā)明專利]一種基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010048237.2
• 申請(qǐng)日: 2020-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111260289A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張寶;魏東梅;楊濤;龐毅飛;張婧;黃銳;李有松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司;西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/08
• 分類號(hào): G06Q10/08;G06K9/62;G06K9/34;G06K9/00;G05D1/10
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 龔海月

1.一種基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)，其特征在于：包括

三維場(chǎng)景建模模塊，對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行三維場(chǎng)景建模并建立空間三維坐標(biāo)系，標(biāo)注貨架的位置信息，倉(cāng)庫(kù)和貨架的長(zhǎng)寬高信息；

無(wú)人機(jī)及其飛行控制模塊，控制系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行操控，無(wú)人機(jī)與倉(cāng)庫(kù)的空間三維坐標(biāo)系建立映射關(guān)系；

圖像采集系統(tǒng)，包括機(jī)載攝像頭和布置在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的固定攝像頭；

圖像傳輸模塊，包括發(fā)送模塊和接收模塊，發(fā)送模塊數(shù)量與攝像頭數(shù)量相對(duì)應(yīng)，并且分別與各個(gè)機(jī)載攝像頭和固定攝像頭相連，接收端與上位機(jī)相連；

上位機(jī)，即整個(gè)系統(tǒng)的控制主機(jī)，包含圖像處理系統(tǒng)，搭載三維場(chǎng)景建模系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)貨物進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述無(wú)人機(jī)機(jī)身上設(shè)有定位標(biāo)志，根據(jù)該定位標(biāo)志將無(wú)人機(jī)與倉(cāng)庫(kù)的空間三維坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述固定攝像頭布置在倉(cāng)庫(kù)的天花板上，包括貨架上方天花板和通道上方天花板。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述三維場(chǎng)景建模模塊建立倉(cāng)庫(kù)的空間三維坐標(biāo)系時(shí)以倉(cāng)庫(kù)地面的某一墻角為原點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)機(jī)身帶有紅外傳感器可探測(cè)離地高度。

6.一種基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1：建立倉(cāng)庫(kù)三維場(chǎng)景模型，并對(duì)模型建立坐空間三維標(biāo)系，標(biāo)注倉(cāng)庫(kù)和貨架的長(zhǎng)寬高和貨架位置信息，然后建立無(wú)人機(jī)與坐標(biāo)系的映射關(guān)系；

步驟2：采集貨物擺放圖像，對(duì)每件貨物的圖像進(jìn)行分割并提取分割后圖像的特征點(diǎn)，記錄相關(guān)信息后分類存放，等待與實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行匹配；

步驟3：控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像采集，然后提取實(shí)時(shí)圖像中的特征點(diǎn)與步驟2所提取分割后圖像的特征點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)，得到實(shí)時(shí)的倉(cāng)庫(kù)信息；

步驟4：將實(shí)時(shí)倉(cāng)庫(kù)信息與歷史倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，更新倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)方法，其特征在于，所述步驟2中圖像分割時(shí)，先提取貨物堆放的上下左右邊緣線，然后利用識(shí)別出的貨物邊緣線定位貨物區(qū)域，然后剔除圖像中的無(wú)關(guān)區(qū)域后再進(jìn)行圖像分割。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)方法，其特征在于，所述步驟3中，無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像采集時(shí)根據(jù)所建立的空間三維坐標(biāo)系進(jìn)行導(dǎo)航定位，X軸和Y軸的由貨架天花板頂部固定攝像頭采集到的貨架X軸方向邊緣線確定；Z軸由機(jī)載攝像頭采集的每層貨架上下邊緣線和貨架層號(hào)確定。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視覺(jué)導(dǎo)航的微型無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)方法，其特征在于，所述步驟1中無(wú)人機(jī)與坐標(biāo)系的映射關(guān)系通過(guò)成像傳感器標(biāo)定建立，由CCD攝像機(jī)成像模型利用張正友標(biāo)定法建立成像的幾何模型確定空間物體表面某點(diǎn)的三維幾何位置與其在圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的相互關(guān)系。