[发明专利]一种基于视觉导航的微型无人机仓库盘点系统及方法

权利要求书

1.一种基于视觉导航的微型无人机仓库盘点系统，其特征在于：包括

三维场景建模模块，对仓库进行三维场景建模并建立空间三维坐标系，标注货架的位置信息，仓库和货架的长宽高信息；

无人机及其飞行控制模块，控制系统对无人机进行操控，无人机与仓库的空间三维坐标系建立映射关系；

图像采集系统，包括机载摄像头和布置在仓库内的固定摄像头；

图像传输模块，包括发送模块和接收模块，发送模块数量与摄像头数量相对应，并且分别与各个机载摄像头和固定摄像头相连，接收端与上位机相连；

上位机，即整个系统的控制主机，包含图像处理系统，搭载三维场景建模系统和无人机控制系统，对图像数据进行处理后对仓储货物进行盘点。

2.根据权利要求1所述的基于视觉导航的微型无人机仓库盘点系统，其特征在于：所述无人机机身上设有定位标志，根据该定位标志将无人机与仓库的空间三维坐标系相关联。

3.根据权利要求1所述的基于视觉导航的微型无人机仓库盘点系统，其特征在于：所述固定摄像头布置在仓库的天花板上，包括货架上方天花板和通道上方天花板。

4.根据权利要求1所述的基于视觉导航的微型无人机仓库盘点系统，其特征在于：所述三维场景建模模块建立仓库的空间三维坐标系时以仓库地面的某一墙角为原点。

5.根据权利要求1所述的基于视觉导航的微型无人机仓库盘点系统，其特征在于，所述无人机机身带有红外传感器可探测离地高度。

6.一种基于视觉导航的微型无人机仓库盘点方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：建立仓库三维场景模型，并对模型建立坐空间三维标系，标注仓库和货架的长宽高和货架位置信息，然后建立无人机与坐标系的映射关系；

步骤2：采集货物摆放图像，对每件货物的图像进行分割并提取分割后图像的特征点，记录相关信息后分类存放，等待与实时图像进行匹配；

步骤3：控制无人机进行实时的图像采集，然后提取实时图像中的特征点与步骤2所提取分割后图像的特征点进行比对，得到实时的仓库信息；

步骤4：将实时仓库信息与历史仓库数据进行对比，更新仓库的库存信息。

7.根据权利要求6所述的基于视觉导航的微型无人机仓库盘点方法，其特征在于，所述步骤2中图像分割时，先提取货物堆放的上下左右边缘线，然后利用识别出的货物边缘线定位货物区域，然后剔除图像中的无关区域后再进行图像分割。

8.根据权利要求6所述的基于视觉导航的微型无人机仓库盘点方法，其特征在于，所述步骤3中，无人机进行实时的图像采集时根据所建立的空间三维坐标系进行导航定位，X轴和Y轴的由货架天花板顶部固定摄像头采集到的货架X轴方向边缘线确定；Z轴由机载摄像头采集的每层货架上下边缘线和货架层号确定。

9.根据权利要求6所述的基于视觉导航的微型无人机仓库盘点方法，其特征在于，所述步骤1中无人机与坐标系的映射关系通过成像传感器标定建立，由CCD摄像机成像模型利用张正友标定法建立成像的几何模型确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系。