[实用新型]一种基于二维码阵列的室内无人机系统

说明书

本实用新型提供一种基于二维码阵列的室内无人机系统，包括室内空间、上位机、无人机以及二维码，所述上位机与无人机无线连接，所述二维码布置于所述室内空间地面，用于供无人机识别。本实用新型在室内GPS信号较弱的时候，无人机可以借助二维码进行辅助定位，具体实现时无人机通过拍摄二维码阵列提供给上位机做进一步处理，从而进一步实现二维码定位功能。基于AprilTag二维码进行无人机室内定位，受环境干扰不大，且占用CPU资源小，成本低廉。

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，更具体地，涉及一种基于二维码阵列的室内无人机系统。

背景技术

室内定位在AR、VR以及机器人等领域是一个重点问题，并且是室内自主导航的前提。虽然GPS能解决定位问题，但是在室内定位中，其信号较弱导致精度无法满足要求，甚至无法进行定位，所以室内定位需要采用其他定位技术。现在为解决室内定位的问题，已经出现了UWB定位、WIFI定位、蓝牙定位、以及SLAM定位等方案。

但是上述方案均存在较大的技术局限或者缺乏经济实用性：

1、基于蓝牙的定位受环境干扰大，且不能遮挡设备；

2、基于UWB的定位方案在无人机上有所应用，但是最少需要3个基站，且信号传播会受到墙壁、天花板、门、人等障碍物的阻挡，导致信号发生反射、折射、衍射现象，发射信号经过不同的时间、不同路径到达UWB接收端，最终造成UWB精度降低，需要较复杂的算法进行滤波以及优化；

3、基于视觉SLAM的定位方案在运行的过程中占用CPU大量资源，需要比较强悍的CPU才能实时运行，设备成本高，技术难度大，且需要环境纹理特征丰富，而室内无人机的俯视视角的纹理特征并不是特别丰富，所以一般的SLAM算法并不完全适用于无人机俯视视角，且定位轨迹容易漂移；

4、采用三维激光雷达来进行建图与定位，其成本昂贵，且重量大，对无人机要求极高。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种基于二维码阵列的室内无人机系统，用于借助二维码辅助无人机室内定位。

本实用新型采取的技术方案是，一种基于二维码阵列的室内无人机系统，包括室内空间、上位机、无人机以及二维码，所述上位机与所述无人机无线连接，所述二维码布置于所述室内空间地面，用于供无人机识别。

进一步的，所述无人机包括无人机主体、相机装置以及控制系统，所述相机装置安装于所述无人机主体上，所述无人机主体及所述相机装置均与所述控制系统电连接；所述控制系统与所述上位机无线连接。

进一步的，所述相机装置包括免驱摄像头，所述免驱摄像头与所述上位机无线连接，所述免驱摄像头用于进行航拍并将航拍的图像传输给上位机。

进一步的，所述相机装置还包括OV7725摄像头，所述OV7725摄像头与所述控制系统电连接，与所述上位机无线连接。所述OV7725摄像头用于拍摄二维码，并将拍摄的图像传输给上位机。

进一步的，所述相机装置还包括光流传感器，所述光流传感器与控制系统电连接，所述光流传感器拍摄地面图像传输给控制系统。

进一步的，所述的控制系统包括飞控以及遥控器，所述飞控安装于所述无人机主体上，飞控与上位机、遥控器无线连接，飞控与相机装置、无人机主体电连接。所述飞控用于控制无人机主体飞行时保持正常飞行姿态，减少环境等其他因素干扰，同时还接收其他器件发送的信息。所述遥控器主要是控制无人机一键起飞等操作。

进一步的，还包括标定板，所述标定板布置于所述室内空间地面。所述标定板用于对无人机相机模块的标定。

进一步的，所述二维码为3*3排列的TAG36H11家族的AprilTag阵列。AprilTag与其他二维码相比降低了复杂度以满足实时性要求，同时TAG36H11家族的识别正确率高且运行速度较快。