[实用新型]一种基于机器视觉的室内无人机定位系统

说明书

本实用新型公开了一种基于机器视觉的室内无人机定位系统，属于无人机定位技术领域，包括机体和设于机体上的旋翼，所述机体的中部设置有Pixhawk飞行控制器和机载计算机，机体前端安装有镜头朝前的双目摄像头，机体重心位置下方安装有镜头朝下的单目摄像头，所述机体上位于单目摄像头附近设置有用于获取无人机高度信息的激光测距模块，所述激光测距模块与单目摄像头水平设置；所述机载计算机通过MAVLink协议与Pixhawk飞行控制器实时通讯连接；所述双目摄像头、单目摄像头和激光测距模块分别与机载计算机电性连接。本实用新型能够利用机器视觉技术实现无人机在室内无GPS信号的环境下精确定位和自主避障飞行。

技术领域

本实用新型属于无人机定位技术领域，涉及一种基于机器视觉的室内无人机定位系统。

背景技术

无人机简称无人驾驶飞机，是利用无线遥控设备或自主程序控制操作的飞行器。随着技术的发展，无人机的稳定性在逐渐提高而成本在逐渐降低，由于其具有的灵活度高、低成本、高机动性、拓展性强的特点，备受工业界和学术界的青睐，成为近年来的研究热点。

无人机实现各种复杂任务的前提是自身的精确定位，在室外可以利用GPS实现低成本、高精度的定位，在室内无GPS信号的环境下，无人机的定位变得十分困难。因此，如何在无GPS信号的特殊环境下，实现精确定位和避障飞行一直是人们热切关注的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于机器视觉的室内无人机定位系统，能够利用机器视觉技术实现无人机在室内无GPS信号的环境下精确定位和自主避障飞行。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于机器视觉的室内无人机定位系统，包括机体和设于机体上的旋翼，所述机体的中部设置有 Pixhawk飞行控制器和机载计算机，机体前端安装有镜头朝前的双目摄像头，机体重心位置下方安装有镜头朝下的单目摄像头，所述机体上位于单目摄像头附近设置有用于获取无人机高度信息的激光测距模块，所述激光测距模块与单目摄像头水平设置；所述机载计算机通过MAVLink协议与Pixhawk飞行控制器实时通讯连接；所述双目摄像头、单目摄像头和激光测距模块分别与机载计算机电性连接。

进一步地，所述Pixhawk飞行控制器上集成有陀螺仪传感器、气压传感器、加速度计、磁力计和电子罗盘。

进一步地，所述双目摄像头包括第一相机和第二相机，第一相机和第二相机位于同一水平面上，且两者间隔设置。

进一步地，所述机载计算机采用运行ROS机器人操作系统的树莓派4B。

进一步地，所述树莓派4B通过局域网与PC机通讯连接；PC机上安装有调控无人机的程序模块。

进一步地，所述激光测距模块采用VL53L1X TOF测距传感器。

进一步地，所述旋翼共有四个。

本实用新型带来的有益效果为：本系统采用Pixhawk飞行控制器作为四旋翼无人机的主控，Pixhawk飞行控制器上集成了陀螺仪传感器、气压传感器、电子罗盘等传感器。机载计算机使用树莓派4B，连接一个前视双目摄像头以及一个下视单目摄像头，下视单目摄像头使用光流法可获取自身在二维平面的位置信息，再通过测距传感器获取高度信息最终实现在三维空间上的定位。而前视双目摄像头能获取前方障碍物的距离信息，实现避障飞行。本系统通过测距传感器以及单双目视觉相结合的方法，最终实现了无人机在室内无GPS信号环境下的自主避障飞行，功耗低、体积小，精度高，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型实施例的原理框架图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。