用于自主无人机导航的系统和方法技术方案

描述了用于无人机导航系统的系统、方法和计算机可读介质。典型实施例提供了具有成像装置的无人机以及与无人机进行通信的计算装置。计算装置接收包括建筑物的内部部分的测量的CAD蓝图的选择，并且接收CAD蓝图上的起始点和结束点。计算装置分析CAD蓝图并生成从起始点到结束点的路线，并且确定在距离和度数方面的第一组指令以按所生成的路线进行导航。计算装置处理第一组指令以生成在偏航、俯仰和横滚方面的第二组指令。第二组指令被导出至无人机，以使无人机在建筑物中按所生成的路线进行导航。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自主无人机导航的系统和方法相关申请本申请要求2016年3月21日提交的美国临时专利申请62/311,060的优先权，其通过引用而全文并入于此。
技术介绍
诸如仓库和大型超市等的大型设施存储和/或展示了大量的不同产品。仓库中的库存和零售商店中的产品展示需要持续的检查以确保其存在以及服从于公司的产品展示规则。传统地，检查库存和产品展示需要分配公司雇员以手动地验证库存状况以及产品展示的依从性。无人机是可在没有直接用户控制的情况下自主运行、或者可由用户直接控制的机器人装置。无人机可以是航空载具，可以是陆基载具，以及/或者可以在水下环境中运行。飞行的无人机经由偏航、俯仰和横滚命令采用与飞机相同的方式进行操作。自主无人机可以接收飞行路径，并且在没有来自用户的进一步指令的情况下按该飞行路径进行导航。所有种类的无人机可以配备有实现与监视位置通信的通信功能、允许无人机拍摄视频或静止图片的成像功能，以及/或者可以包括抓取并携载物体的能力。
技术实现思路
在一个实施例中，一种无人机系统包括：无人机，其配备有成像装置；以及计算装置，其配备有提取模块、转换模块以及用于实现与所述无人机的通信的通信接口。所述提取模块被配置为接收CAD蓝图的选择。所述CAD蓝图包括建筑物的内部部分的测量。所述提取模块还被配置为：接收用于在所述CAD蓝图上指示起始点和结束点的输入，分析所述CAD蓝图以生成从所述起始点到所述结束点的路线，以及确定在距离和度数方面的第一组指令以按所生成的路线进行导航。所述转换模块包括API并且被配置为使用所述API来对所述第一组指令进行处理以生成供无人机操作用的第二组指令。所述第二组指令表示被转换为偏航、俯仰和横滚指令的所述第一组指令的距离和度数。所述转换模块还被配置为经由所述通信接口将所述第二组指令作为命令导出至所述无人机，以使所述无人机在所述建筑物中按所述路线进行导航。在另一实施例中，一种用于对无人机进行导航的方法包括在提取模块处接收CAD蓝图的选择。所述CAD蓝图包括建筑物的内部的测量。所述方法还包括：接收用于在所述CAD蓝图上指示起始点和结束点的输入，分析所述CAD蓝图以生成从所述起始点到所述结束点的路线，以及确定在距离和度数方面的第一组指令以按所生成的路线进行导航。所述方法还使用API在转换模块处对所述第一组指令进行处理以生成供无人机操作用的第二组指令。所述第二组指令表示被转换为偏航、俯仰和横滚指令的所述第一组指令的距离和度数。另外，所述方法经由所述通信接口将所述第二组指令作为命令导出至所述无人机，以使所述无人机在所述建筑物中按所述路线进行导航。在又一实施例中，一种非暂时性计算机可读介质存储有在由处理器执行时使所述处理器实现用于对无人机进行导航的方法的指令。所述方法包括在提取模块处接收CAD蓝图的选择。所述CAD蓝图包括建筑物的内部的测量。所述方法还包括：接收用于在所述CAD蓝图上指示起始点和结束点的输入，分析所述CAD蓝图以生成从所述起始点到所述结束点的路线，以及确定在距离和度数方面的第一组指令以按所生成的路线进行导航。所述方法还在转换模块处对所述第一组指令进行处理以生成供无人机操作用的第二组指令。所述第二组指令表示被转换为偏航、俯仰和横滚指令的所述第一组指令的距离和度数。另外，所述方法经由所述通信接口将所述第二组指令作为命令导出至所述无人机，以使所述无人机在所述建筑物中按所述路线进行导航。附图说明并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出本专利技术的一个或多个实施例，并且与说明书一起帮助解释本专利技术。实施例通过示例的方式示出，并且不应被理解为限制本专利技术。在附图中：图1是示出根据示例性实施例的、以模块形式实现的无人机导航系统的框图；图2是示出根据示例性实施例的用于对无人机进行导航的典型方法的流程图；图3示出描绘了根据示例性实施例的用于实现无人机导航系统的系统的网络图；以及图4是可用于实现这里所述的无人机导航系统的典型实施例的典型计算装置的框图。具体实施方式使用遍历仓库和商店通道的公司雇员来进行库存和产品展示检查的一种替代方案是使用无人机来代替商店雇员。使用无人机来执行任务可以得到较高的效率和较低的成本。然而，如果无人机可以在无需与人类进行持续交互的情况下自主地操作，则可以最大程度地节省成本。传统系统使用GPS或信标用于无人机在户外的自主操作。然而，GPS和信标的使用不是很适合用于无人机在室内执行库存检查和其它任务的自主操作。本专利技术的实施例提供了不依赖于GPS或信标的自主无人机操作的技术。这里详细描述了用于无人机导航系统的系统、方法和计算机可读介质。典型实施例提供了在不使用GPS或信标技术的情况下的无人机室内自主操作。这里所述的无人机导航系统使用计算机辅助设计(CAD)蓝图来帮助无人机的自主操作。如这里所使用的，CAD蓝图是指使用CAD生成的蓝图，其中蓝图记录了建筑物测量的架构和内部布局、以及与内部布局相关的距离。使用CAD蓝图以生成供无人机导航用的路线和方向。然后将路线方向转换为无人机可以理解并用于路线导航的命令。在非限制性示例中，可以在零售商店环境中使用无人机导航系统来检查仓库中的库存或零售商店中的产品展示。如这里所使用的，“无人机”是指无人航空载具或地面载具。无人机可以是能够执行这里所述的功能(包括在室内环境中操作)的任何商业可用的或其它的无人机。无人机能够自主飞行，感知其周围环境，并且可编程。无人机还包括用以捕捉照片、视频和/或音频的诸如照相机等的成像装置或图像拍摄装置。无人机还可以包括处理装置或机载计算装置、用以存储指令或数据的存储器、以及用以与监视装置进行通信的通信能力。如这里所使用的，API是指包括例程、协议和工具的集合的应用程序编程接口(applicationprograminterface)。这里所述的API可以具体地被配置为帮助将根据CAD蓝图中的测量而生成的第一组指令转换为用作无人机命令的第二组指令。图1是示出根据示例性实施例的、模块形式的无人机导航系统100的框图；模块可以包括提取模块110、转换模块120、通信接口模块130、以及图像处理模块140。系统100中的一个或多个模块可以在图3的装置320或服务器330中实现。例如，模块110、120和130可以在装置320中实现，而模块140可以在服务器330中实现。模块可以包括各种电路、电路系统、以及一个或多个软件组件、程序、应用、或者被配置为供装置320或服务器330中所包括的一个或多个处理器执行的其它代码库单元或指令。尽管在图1中、模块110、120、130和140被示出为不同的模块，但应当理解，模块110、120、130和140可被实现为比图示更少或更多的模块。应当理解，模块110、120、130和140中的任意模块可以与(图3的)系统300中所包括的诸如无人机310、装置320、服务器330或数据库340等的一个或多个组件进行通信。提取模块110可被配置为管理和分析CAD蓝图，基于CAD蓝图来管理和生成导航路线，并且管理和生成用以按所生成的路线进行导航的指令或指示。转换模块120可被配置为保有API，并且分析用以按路线进行导航的指示并将其转换为无人机导航或操作命令。通信接口模块130可被配置为管理并促进装置和无人机之间的通信。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机系统，包括：无人机，其配备有成像装置；以及计算装置，其配备有提取模块、转换模块和通信接口，所述通信接口用于实现与所述无人机的通信，其中，所述提取模块被配置为：接收CAD蓝图的选择，所述CAD蓝图包括建筑物的内部部分的测量，接收用于在所述CAD蓝图上指示起始点和结束点的输入，分析所述CAD蓝图以生成从所述起始点到所述结束点的路线，以及确定在距离和度数方面的第一组指令以按所生成的路线进行导航，以及所述转换模块包括API，并且所述转换模块被配置为：使用所述API来对所述第一组指令进行处理以生成供无人机操作用的第二组指令，所述第二组指令表示被转换为偏航、俯仰和横滚指令的所述第一组指令的距离和度数；经由所述通信接口将所述第二组指令作为命令导出至所述无人机，以使所述无人机在所述建筑物中按所述路线进行导航。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.21 US 62/311,0601.一种无人机系统，包括：无人机，其配备有成像装置；以及计算装置，其配备有提取模块、转换模块和通信接口，所述通信接口用于实现与所述无人机的通信，其中，所述提取模块被配置为：接收CAD蓝图的选择，所述CAD蓝图包括建筑物的内部部分的测量，接收用于在所述CAD蓝图上指示起始点和结束点的输入，分析所述CAD蓝图以生成从所述起始点到所述结束点的路线，以及确定在距离和度数方面的第一组指令以按所生成的路线进行导航，以及所述转换模块包括API，并且所述转换模块被配置为：使用所述API来对所述第一组指令进行处理以生成供无人机操作用的第二组指令，所述第二组指令表示被转换为偏航、俯仰和横滚指令的所述第一组指令的距离和度数；经由所述通信接口将所述第二组指令作为命令导出至所述无人机，以使所述无人机在所述建筑物中按所述路线进行导航。2.根据权利要求1所述的无人机系统，还包括：服务器，其被配置为进行图像处理，以及其中，所述第二组指令还包括使所述无人机在按所述路线进行导航的同时定期地停止并且启动所述成像装置获取成像数据的指令，所述成像数据被发送至所述服务器以供图像处理用。3.根据权利要求2所述的无人机系统，其中，所述成像数据指示与放置在所述建筑物中的多个搁架上的物品相关的信息。4.根据权利要求3所述的无人机系统，其中，相对于所述成像数据，记录所述无人机在时间点处的位置。5.根据权利要求1所述的无人机系统，其中，所述CAD蓝图指示固定件和搁架的位置。6.根据权利要求1所述的无人机系统，其中，所述CAD蓝图包括多个搁架排或搁架通道，以及所述提取模块被配置为生成从所述起始点通过所述多个搁架排或搁架通道中的各个搁架排或搁架通道而到所述结束点的路线。7.根据权利要求1所述的无人机系统，其中，所述第一组指令还包括供无人机操作以按所生成的路线进行导航的安全高度。8.一种用于对无人机进行导航的方法，所述方法包括：在提取模块处接收CAD蓝图的选择，所述CAD蓝图包括建筑物的内部的测量；接收用于在所述CAD蓝图上指示起始点和结束点的输入；分析所述CAD蓝图以生成从所述起始点到所述结束点的路线；确定在距离和度数方面的第一组指令以按所生成的路线进行导航；使用API在转换模块处对所述第一组指令进行处理以生成供无人机操作用的第二组指令，所述第二组指令表示被转换为偏航、俯仰和横滚指令的所述第一组指令的距离和度数；以及经由通信接口将所述第二组指令作为命令导出至所述无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·帕克，C·M·约翰逊，E·O·威廉姆斯，J·P·马利克，N·M·富沙，
申请(专利权)人：沃尔玛阿波罗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US