[0001] 本实用新型涉及二维码扫码技术领域，尤其涉及一种基于无人机的智能扫码系统。

[0002] 目前，随着信息时代的不断发展，每天都会产生大量的信息，而二维码因其具有高密度编码、信息容量大、容错能力强和易制作等特点，所以被选择作为承载信息的重要载体。

[0003] 传统识别二维码的方式需要人工陪同，所以会耗费大量的人力资源。同时，在一些需要无人传播信息的场景，例如，军用和反恐等具有危险的场景，需要实现二维码无人识别和信息传播的功能，以有效保护人员安全，并实现信息隐蔽传播。因此，需要一种能够节约人力资源实现二维码无人识别，并能实现信息隐蔽传播的智能扫码系统。实用新型内容

[0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提供一种基于无人机的智能扫码系统，该系统能够实现二维码无人识别，节约人力资源，并能够实现信息隐蔽传播。

[0005] 为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

[0006] 一种基于无人机的智能扫码系统，包括：

[0007] 服务器，用于发送无人机执行任务的目标位置信息；

[0008] 无人机，包括主控模块，所述主控模块与所述服务器通信连接，所述主控模块用于接收所述目标位置信息，并基于自身位置信息和所述目标位置信息进行SLAM建图，以根据建立的飞行图控制所述无人机飞行至目标位置，获取位于所述目标位置的二维码图像，并对所述二维码图像进行图像识别处理，以及将识别结果反馈至所述服务器。

[0009] 可选的，所述无人机还包括：无线通信模块，所述无人机通过所述无线通信模块与所述服务器进行无线通信。

[0010] 可选的，所述无人机还包括：飞控模块，与所述主控模块连接，所述主控模块在进行SLAM建图后，输出飞控指令至所述飞控模块，以使所述飞控模块根据所述飞控指令控制无人机避障飞行。

[0011] 可选的，所述无人机还包括：电机模块，与所述飞控模块连接，用于在接收所述飞控模块发送的控制指令后驱动执行机构，实现无人机避障飞行。

[0012] 可选的，所述无人机还包括实感追踪模块，所述实感追踪模块包括：定位单元，与所述主控模块连接，用于获取所述无人机的自身位置信息，并向所述主控模块发送所述自身位置信息。

[0013] 可选的，所述实感追踪模块还包括：姿态追踪单元，与所述主控模块连接，用于实时获取所述无人机的姿态信息，并向所述主控模块发送所述姿态信息，以便所述主控模块根据所述姿态信息和所述飞行图输出所述飞控指令。

[0014] 可选的，所述无人机还包括：视觉传感器，与所述主控模块连接，用于获取位于所述目标位置的所述二维码图像，并发送所述二维码图像至所述主控模块。

[0015] 可选的，所述主控模块包括：图像处理单元，与所述视觉传感器连接，用于获取所述二维码图像，并对所述二维码图像进行边缘检测提取轮廓处理、二维码最小矩形化处理和图像透视变化处理。

[0016] 可选的，所述主控模块还包括：图像识别单元，与所述图像处理单元连接，用于调用Zbar库对处理后的二维码图像进行图像识别。

[0017] 可选的，该基于无人机的智能扫码系统还包括稳压供电模块，设置在所述无人机内部，用于给无人机中的各个模块进行稳压供电。

[0018] 本实用新型至少具有以下技术效果：

[0019] 1、本实用新型采用基于无人机的智能扫码系统可以大量减少人力消耗，节省社会生产力，并能够推动社会信息化进程，而且在军用中可以达到保护人员安全，以及信息交换隐蔽性高的效果。

[0020] 2、本实用新型基于自身位置信息和目标位置信息进行SLAM建图，然后实时获取自身姿态信息，并根据自身姿态信息和飞行图输出飞控指令，以使飞控模块根据飞控指令控制电机模块驱动执行机构飞行，可实现飞行避障功能，进而可有效保证无人机飞行安全。

[0021] 3、本实用新型通过图像处理单元对二维码图像先进行边缘检测提取轮廓处理、二维码最小矩形化处理和图像透视变化处理，再通过图像识别单元调用Zbar库对处理后的二维码图像进行图像识别，可提高二维码识别准确性。

[0022] 本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

[0025] 下面详细描述本实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

[0026] 下面参考附图描述本实施例的一种基于无人机的智能扫码系统。

[0027] 图1为本实用新型第一实施例的基于无人机的智能扫码系统的结构框图。如图1所示，基于无人机的智能扫码系统包括服务器和无人机。其中，服务器用于发送无人机执行任务的目标位置信息。无人机包括主控模块，主控模块与服务器通信连接，主控模块用于接收目标位置信息，并基于自身位置信息和目标位置信息进行SLAM(即时定位与地图构建)建图，以根据建立的飞行图控制无人机飞行至目标位置，然后获取位于目标位置的二维码图像，并对二维码图像进行图像识别处理，以及将识别结果反馈至服务器。

[0028] 本实施例中，可通过服务器即指挥终端的远程调配来实现无人机对指定的空间执行二维码识别任务，并将扫码结果反馈到服务器。其中，主控模块是无人机的核心部分，其可通过ROS(一种操作系统)系统，并基于自身位置信息和目标位置信息进行SLAM建图，然后基于所建飞行图可实现避障飞行。另外，主控模块可基于Jestson Nano(计算芯片)对获取的二维码图像进行图像处理，以及通过调用Zbar(条形码或者二维码扫描库)库对处理后的二维码图像进行识别，从而可提高二维码识别准确性。

[0029] 图2为本实用新型第二实施例的基于无人机的智能扫码系统的结构框图。如图2所示，该基于无人机的智能扫码系统包括：无线通信模块、飞控模块、电机模块、实感追踪模块、视觉传感器和稳压供电模块。其中，无人机通过无线通信模块与服务器建立无线通信连接，所述飞控模块、实感追踪模块和视觉传感器均分别与主控模块连接，电机模块与所述飞控模块连接，稳压供电模块与各模块连接(图中未示出)，稳压供电模块可用于给无人机中的各个模块进行稳压供电，从而保证各模块能够稳定工作，以保障完成飞行任务。

[0030] 本实施例中，无人机可通过其上的WiFi(无线保真)无线通信模块与服务器互相收发数据，达到获取扫码地点、执行扫码任务，并将扫码结果返回到服务器的功能。其中，服务器也设置有无线通信模块如WIFI上网卡，服务器通过其上的无线通信模块实现了对无人机目标的设置。本实施例中，可采用WiFi无线通信模块来实现无人机与服务器间的信号连接与数据传输。

[0031] 进一步的，实感追踪模块包括定位单元，其与主控模块连接，用于获取无人机的自身位置信息，并向主控模块发送自身位置信息。实感追踪模块还包括姿态追踪单元，其与主控模块连接，用于实时获取无人机的IMU(惯性传感器)数据即姿态信息，并向主控模块发送所述姿态信息。

[0032] 进一步的，主控模块会根据自身位置信息和服务器发送的目标位置信息进行SLAM建图，然后根据IMU数据和所建的飞行图输出飞控指令至飞控模块，以使飞控模块根据飞控指令输出控制指令给电机模块，以便电机模块在接收飞控模块发送的控制指令后驱动执行机构，实现无人机实时避障飞行。

[0033] 当无人机飞行到目标位置后，可通过视觉传感器获取位于目标位置的二维码图像，并发送二维码图像至主控模块，由主控模块对二维码图像进行图像处理和识别。

[0034] 为了效果更优，主控模块可对输入的图像进行预处理，首先对图像进行灰度化和平滑滤波处理，随后对图像进行直方图均匀化使得图像增强，然后对图像进行二值化处理。期间在二值化阈值选择上，通过不断调整阈值参数，比较对应条件下的图像处理的结果和识别的正确率，最终选择100作为二值化阈值。

[0035] 需要说明的是，关于在不同角度和不同距离下的图像识别，最初选择用神经网络的方式训练相应的数据集实现对不同角度的图像进行矫正处理，但是得到的效果较差，最终选择通过对OpenCV(一种学习软件库)的学习确定了采用图像变化透视的方法，以将不同角度的图像投影到指定平面，得到同一角度的图像，再对投影后的图像进行识别，可提高识别准确性。

[0036] 另外，在对二维码识别时，传统方法是采用基于二维码的编码方式对二维码进行识别，但是该方法识别效果较差，所以本实施例中采用调用Zbar库对处理后的二维码图像进行识别，但其对于图像要求较高，由于图像中非二维码部分占比过大会使得识别结果不好，所以可提前将二维码轮廓提取出来构成一张包含二维码的最小图像，然后再对二维码进行识别，可提高识别的正确率。

[0037] 需要说明的是，主控模块其上的Jestson Nano包括图像处理单元和图像识别单元，主控模块通过该图像处理单元和图像识别单元可实现上述图像处理和识别过程。

[0038] 具体的，图像处理单元与视觉传感器连接，用于获取二维码图像，并对二维码图像进行边缘检测提取轮廓处理、二维码最小矩形化处理和图像透视变化处理。图像识别单元与图像处理单元连接，其可调用Zbar库对处理后的二维码图像进行图像识别。

[0039] 作为一个示例，首先图像处理单元对直接获取的二维码图像进行尺寸预处理，然后进行中值滤波平滑、消除噪声处理、再进行直方图均匀化和灰度二值化处理得到处理后的灰度图像，再经过二次腐蚀操作，腐蚀图像中的白色像素点，然后经过边缘检测得到其轮廓，之后针对每个轮廓拟合出其外接四边形以获取包含二维码的最小矩形，再经过图像透视变化处理将二维码图像投影到指定平面上后，调用Zbar库对其进行识别，从而可提高二维码识别的准确性。

[0040] 综上所述，本实用新型提出的基于无人机的智能扫码系统具有识别准确度高、可适用范围大和模块化程度高的特点；另外，本实用新型采用基于无人机的智能扫码系统可以大量减少人力消耗，节省社会生产力，并能够推动社会信息化进程，而且在军用中可以达到保护人员安全，以及信息交换隐蔽性高的效果；本实用新型基于自身位置信息和目标位置信息进行SLAM建图，然后实时获取自身姿态信息，并根据自身姿态信息和飞行图输出飞控指令，以使飞控模块根据飞控指令控制电机模块驱动执行机构飞行，可实现飞行避障功能，进而可有效保证无人机飞行安全；以及，本实用新型通过图像处理单元对二维码图像先进行边缘检测提取轮廓处理、二维码最小矩形化处理和图像透视变化处理，再通过图像识别单元调用Zbar库对处理后的二维码图像进行图像识别，可提高图像处理性能，提高二维码识别准确性。

[0041] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0042] 尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。