[发明专利]一种基于视觉SLAM的四旋翼飞行器室内安防系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于视觉SLAM的四旋翼飞行器室内安防系统及方法，该系统包括四旋翼飞行器，视觉传感器，无线传输模块和地面监控站，该方法首先通过视觉传感器采集四旋翼飞行器飞行过程中实时采集的图像信息，并通过视觉SLAM定位方法实现了四旋翼飞行器的定位；其次通过Zigbee将定位信息传输给控制器，从而控制四旋翼飞行器按照指定路径巡逻飞行；最后通过视觉传感器实时拍摄视频，将拍摄的人脸信息通过机载微型电脑进行人脸识别处理，并将识别信息通过无线传输模块传给地面监控站实现安防功能。本发明解决了无GPS信号时无法对四旋翼飞行器进行导航的问题，该安防系统中四旋翼飞行器具有机动性强、可自由规划路径和无监控死角的特点，可实现多角度全方位的监控。

技术领域

本发明涉及机器人设计和控制技术领域，尤其涉及一种基于视觉SLAM的四旋翼飞行器室内安防系统及方法。

背景技术

在室内某些特定场景，传统的监控设备具有局限性，存在监控死角的缺陷；而且部分重点嫌疑人员可能存在被遮挡问题或者嫌疑人员会故意躲避固定摄像头，这些都会导致摄像头监测不到该嫌疑人员的结果。

2014年，丛吉，王立忠等人在论文《多功能探测安防智能四轴飞行器的研制》(文章编号：1007-9831(2014)01-0041-03)中公开了一种多功能探测安防智能四轴飞行器，在飞行器上安装由三个轴向的陀螺仪和三轴加速度传感器组成的惯性导航模块、无线数据传输模块等，应用于灾情探测、救援和家居的安防等领域。但该安防智能四轴飞行器必须依赖于GPS导航，无法在室内或野外无GPS信号的场景内进行安防巡逻功能。

2015年，敬军，钟和平等人在发明专利《一种安防巡逻系统》(公开号：CN104866948A)中公开了一种安防巡逻系统，包括保安中心和复数个由安防员携带的智能手机，智能手机与保安中心的服务器建立无线连接；智能手机可以根据巡逻点的位置和安防员所在位置规划最佳巡逻路径。该发明虽然可以实现路径规划功能且可以信息交互，但需要消耗较多的人力，且巡逻过程中不能保证无死角的监控，缺乏自主性，在较大型场所具有局限性。

鉴于此，研究一种适用于机动性强、易于控制且监控视野广阔的室内安防系统及方法是本技术领域人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于视觉SLAM的四旋翼飞行器室内安防系统及方法，该室内安防系统及方法具有机动性强、易于控制且监控视野广阔的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于视觉SLAM的四旋翼飞行器室内安防系统，包括：

四旋翼飞行器，所述四旋翼飞行器上设有用于实时获取所述四旋翼飞行器飞行过程中的图像信息和视频信息并将所获取的信息进行传输的视觉传感器，以及用于对所述视觉传感器所传输的图像信息和视频信息进行处理并将处理信息进行传输的机载微型电脑；

地面监控站，用于接收所述机载微型电脑传输的处理信息，并根据所接收的处理信息训练人脸模型；

无线传输模块，用于实现所述微型机载电脑与所述地面监控站的实时无线通讯。

优选地，所述四旋翼飞行器包括飞行器机架和设于所述飞行器机架上的用于给所述四旋翼飞行器提供电源电源模块，以及安装于所述飞行器机架上的动力设备和驱动装置，所述动力设备和驱动装置包括四组无刷电机，以及与所述无刷电机一一对应的四组电机驱动模块和四组螺旋桨，所述无刷电机与所述电机驱动模块连接，所述螺旋桨安装于所述无刷电机上，所述四旋翼飞行器的上方设有用于控制所述四旋翼飞行器飞行的控制器，所述控制器通过所述无线传输模块与所述地面监控站实现实时无线通讯。

优选地，所述地面监控站包括飞行器控制模块、图像显示模块和安防人脸识别模块，所述飞行器控制模块用于显示所述四旋翼飞行器的初始参数设置、路径规划以及姿态角；所述图像显示模块用于显示所述视觉传感器实时拍摄的图像信息和视频信息；所述安防人脸识别模块用于训练人脸模型以及显示所述机载微型电脑3的人脸识别结果。