[发明专利]一种基于机器视觉的巷道巡检无人机系统及导航方法

摘要

本发明公开了一种基于机器视觉的巷道巡检无人机系统及导航方法，采用单目相机获取高质量巷道空间图像，通过机器视觉算法对图像中的管道进行检测和处理，计算出管道中心到相机光心的距离和夹角，进一步得出巡检无人机在巷道中的偏航角，并反馈到无人机飞行控制器调整航向。同时通过超声波距离传感器实时检测同巷道边界和障碍物的距离，确保巡检无人机在巷道内的安全飞行，完成巡检任务。本发明无需在巷道中架设轨道等设备，显著降低巡检机器人的导航成本；另外本发明有效克服巷道环境有限光照条件对导航精度的影响，计算复杂度低，能满足巷道等狭闭空间巡检的实时性要求，从而适用于矿井巷道等狭闭空间中用于危险因素检测的巡检无人机导航和避障。

主权项

1.一种基于机器视觉的巷道巡检无人机系统，其特征是，包括无人机载体、超声波距离传感器、控制板、单目相机、机载处理器、飞行控制器和照明灯；所述超声波距离传感器分别安装在巡检无人机的上、下、左、右、前、后六个方向。所有的超声波距离传感器通过RS485总线和控制板相连，获取与巷道边界的距离信息；所述控制板通过USART收发器与无人机飞行控制器相连；所述单目相机通过USB接口连接无人机机载处理器，实时获取和处理图像，并计算无人机偏航角；所述机载处理器通过USART收发器与无人机飞行控制器相连，实时更新无人机的航向信息，调整其位姿；所述照明灯安装在无人机载体的正前方，实现单目相机的光照补偿。