[发明专利]面向自主搬运任务的无人机系统及搬运方法

说明书

本发明公开了一种面向自主搬运任务的无人机系统，包括无人机、设置在无人机上的机械爪抓取系统，动作捕捉系统，以及与所述的无人机的飞行控制系统通讯连接的地面控制站，所述的动作捕捉系统包括多个布置在工作区间内部和/或环周的摄像机，对应固定设置在无人机上的机载标志点，所述的摄像机与所述的地面控制站通讯连接。本发明利用多个摄像机对工作区间内的无人机及待抓取的目标物体的位姿信息并进行相应编号，可根据设定好的放置点进行轨迹设定，在各个抓取过程利用摄像机作为无人机的定位系统，定位的精度能够达到毫米级，远高于GPS等其他定位系统的精度。能够自主完成一些危险的抓取任务，降低人类受伤害的可能性，提升工作效率。

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，特别是涉及一种面向自主搬运任务的无人机系统及抓取方法。

背景技术

随着微电子技术，MEMS,GPS,自主控制技术和数字通讯技术的不断发展，无人机逐渐成为了一种新型的空中力量，使其在军事、民用、科研和商业上得到了广泛的应用。在军事上，四轴飞行器可以代替士兵进行军事侦察、目标搜索以及战后的结果评估，以便减少人员的损伤。在民用和科研上，微小型的四轴飞行器，可以用于建筑的科学测量、天气和地质勘测、大型灾后现场的救援以及大范围农业的监控等任务。在商业上，四轴飞行器多会携带高清摄像头进行航拍，以便达到多角度拍摄效果，提高观赏度。

虽然无人机在我们社会生活的各个方面，已经得到了广泛的应用，但主要还限制在对环境的监控和拍摄层面，还不能和环境进行主动“接触”，对周围环境的物体进行一些操作。如果给无人机装上机械爪，让无人机自主控制机械爪，无人机的功能将会更加强大，应用的范围也将会更广。无人机自主抓取的典型应用有，在事故现场快速运走爆炸装置，对桥梁和建筑物进行维修等，这样做可以降低危险发生的可能，减少二次危害。

在社会生活中，发生危险和自然灾害的现场十分危险，人类无法进入。因此，装有机械爪无人机可以进入危险现场，进行自主作业，极大地降低了工作的危险性，提高救灾的工作效率。

如中国专利CN 106882363公开了一种用于医院血液样本运输的无人机运输系统及运输方法，其中无人机运输系统，包括:布置在各病区的血液样本采集终端；分布在各检验区的血液样本接收终端；用于放置血液样本的样本箱；在血液样本采集终端和血液样本接收终端之间运送样本箱的无人机，所述无人机的底部设有样本箱抓取装置，以及样本箱保护装置，利用无人机运输，提高了效率，但是其基本依靠自身姿态定位，抗干扰性差，不利于要求精细的场合。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种面向自主搬运任务的无人机系统。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种面向自主搬运任务的无人机系统，包括无人机、设置在无人机上的机械爪抓取系统，动作捕捉系统，以及与所述的无人机的飞行控制系统通讯连接的地面控制站，所述的动作捕捉系统包括多个布置在工作区间内部和/或环周的摄像机，对应固定设置在无人机上的机载标志点，所述的摄像机与所述的地面控制站通讯连接。

所述的机载标志点包括分别与所述的无人机表面固定连接的至少3个球形点，所述的球形点上涂覆有反光材料。

所述的无人机为四旋翼无人机。

所述的球形点粘结在所述的无人机底部和顶部。

所述的摄像机固定在框架上且呈立体布局。

所述的机械爪抓取系统为所述的无人机的飞行控制系统可控连接的机械爪。

还包括与所述的飞行控制系统通讯连接的遥控器。

一种面向自主抓取任务的抓取方法，包括以下步骤，

1)地面控制站通过动作捕捉系统获取工作区间内的无人机以及待抓取的目标物体的位姿信息；