[发明专利]一种大型仓库中基于无人机的货物精确盘点方法及系统

权利要求书

1.一种大型仓库中基于无人机的货物精确盘点方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)二维码标识

货箱入库时，统一制作二维码识别码图，作为唯一标识与货箱绑定；所述二维码图中存储有货箱唯一编号、货物类别、放置货架信息、货箱入库的时间信息；

(2)路径规划

根据仓库环境信息，计算得出无人机飞行空间和悬停拍摄点，规划无人机的路径；所述仓库环境信息包括仓库大小、货架位置分布、货物摆放密度、光照强度和其他障碍物信息；

(3)自动巡逻

根据步骤(2)规划的所述无人机的路径，使无人机接收巡逻指令，按照规划路径巡逻，并在指定悬停位置对步骤(1)中所述货箱上的二维码图进行拍摄，得到悬停拍摄的图像；

(4)图像数据回传

无人机将步骤(3)中悬停拍摄的图像实时回传至图像处理服务器；

(5)图像预处理

图像处理服务器实时监听所述无人机悬停拍摄的图像的请求，然后对所述图像进行预处理操作，提取单个二维码，并发送给货物盘点服务器；

(6)货物信息统计

货物盘点服务器接收所得二维码，然后识别二维码中存储的货箱唯一编号、货物类别、放置货架信息、货箱入库的时间信息，并将货物信息按类别统计去重后，存入数据库；

(7)盘点比对

当无人机结束一轮巡逻后，货物盘点服务器将货物分类实盘结果与各类别货物账面清单分别进行自动化比对，从而定位大型仓库中存在的货物缺漏、货箱错位问题，实现货物库存信息的盘点流程；

所述步骤(2)中，路径规划具体过程如下：

(21)仓库布局规划：首先在尽可能利用仓库空间的前提下，提供无人机安全飞行环境，设计仓库布局需求，仓库布局需求具体包括：货架平行放置，且货架与货架之间的通道宽度W_通道不小于2米；货架高度H_货架低于仓库高度至少1米；货架长度L_货架小于仓库长度，且货架两端至与墙壁保持1米的距离，以保证无人机与障碍物即货架与墙壁的相对位置处于安全距离，靠墙一侧放置单排货架，其余空间内放置双排货架；测量货架上的货物长度为L_货物米，宽度为W_货物米，高度为H_货物厘米；

(22)飞行轨迹规划：在满足步骤(21)所述仓库布局规划的基础上，无人机在货架间的飞行空间由N条在竖直方向上保持平行的飞行轨迹构成，N＝3*H_货架/H_货物，N手动设置；

(23)悬停位置规划：在步骤(22)中所述飞行轨迹的基础上，计算无人机的拍摄悬停点，计算具体包括：在单条轨迹上，无人机每隔D＝L_货物米，进行一次拍照任务，初次拍照点距离轨迹起始点L_货物/2米，总共拍摄L_货架/L_货物次，在轨迹终点时，无人机旋转180度，以对通道另一侧的货物进行拍摄；

所述步骤(22)具体包括：单个飞行轨迹由飞行高度H_飞行和与货架的距离X确定，飞行高度H_飞行＝H_货架/(N+1),2H_货架/(N+1),…,NH_货架/(N+1)，无人机在飞行时每个轨迹往返飞行一次，然后升/降进入下一条轨迹；当无人机在该通道内的飞行任务完成后，从货架上方越过，进入下一个通道，按照上述飞行轨迹的路线继续飞行任务；在巡逻过程中，无人机与货架的距离X始终保持在0.9-1.1米，以保证拍摄效果和飞行安全。

2.根据权利要求1所述的大型仓库中基于无人机的货物精确盘点方法，其特征在于：所述步骤(3)中，自动巡逻时，通过无人机的飞行控制实现，在无人机的机体坐标系上，利用姿态控制函数，将无人机机身水平旋转的角度通过正、负速度分别表示为顺时针和逆时针旋转；无人机机身纵向垂直旋转的角度通过正、负速度分别表示为机头上下摆动；无人机机身横向旋转的角度通过正、负角速度分别表示机翼上下摆动的角度；无人机在垂直方向上的升降分别用正、负垂直速度表示；同时由于仓库内无法接收GPS信号，无人机通过视觉定位系统进行辅助定位和避障。

3.根据权利要求1所述的大型仓库中基于无人机的货物精确盘点方法，其特征在于：所述步骤(3)中所述自动巡逻时：在极端情况下切换为操作员手动遥控。