[發明專利]一種用于移動機器人的二維碼結構及解碼方法

有效

• 申請號: 200710122475.8
• 申請日: 2007-09-26
• 公開（公告）號: CN101398907A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 原魁;鄭睿;李園
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06K19/06
• 分類號: G06K19/06;G06K7/10;G06K9/46;G06T5/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 梁愛榮

1.一種用于移動機器人的二維碼結構的解碼方法，所述解碼方法適用的二維碼結構特征在于：在正五邊形平面圖形基底上具有碼圖符號，其碼圖符號由具有與基底不同光學反射率的定位模塊和單元模塊組成，定位模塊和單元模塊排列在平面圖形上，定位模塊和單元模塊之間、單元模塊之間留有間隙；所述定位模塊為實心圓形圖案，其直徑為大于或等于單元模塊直徑的兩倍，定位模塊與單元模塊的之間的最短距離不小于定位模塊的自身直徑，定位模塊的位置為頂部接近正多邊形頂點處；所述單元模塊為大小相同、n×n個等間距排列的實心圓形圖案，排列于正五邊形平面圖形基底的中、下部，單元模塊的圓心距離不小于單元模塊直徑的兩倍，單元模塊以長寬相等的矩陣方式排列；上述結構的二維碼的解碼步驟如下：

步驟1：獲取碼圖符號圖像；

步驟2：對獲取的碼圖符號圖像進行校正；

步驟3：對校正后的圖像進行二值化；

步驟4：對二值化圖像進行邊緣提??；

步驟5：用計算不變量方法從邊緣中檢測二維碼外輪廓邊緣中的五條邊；

步驟6：利用五條邊對模塊檢測找出定位模塊，確定當前的碼圖符號主方向；

步驟7：利用主方向計算從二維碼的標準碼圖到當前獲取圖像的單映矩陣；

步驟8：利用單映矩陣將當前圖像映射至標準碼圖；

步驟9：在映射后的圖像中相應位置尋找單元模塊，生成對應碼詞；

步驟10：碼詞還原及糾錯。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是：使用最優閾值算法對圖像二值化，具體步驟如下：

步驟31：設定初始閾值T₀；

步驟32：在第t步，計算前景和背景的灰度均值，設前景均值為U_f，背景均值為U_b；

步驟33：計算第t+1步的閾值T^(t+1)＝(U_f+U_b)/2；

步驟34：如果T^(t+1)＝T^(t)則停止，否則返回步驟32。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述邊緣提取，包括步驟如下：

步驟41：使用坎尼邊緣檢測算子處理二值化圖像得到邊緣圖像；

步驟42：使用邊緣細化技術將邊緣細化為八鄰域意義上的單像素連接邊緣；

步驟43：對單像素連接邊緣去除其大量短且曲率不近似為零即不是直線的邊緣。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述檢測外輪廓，包括步驟如下：

步驟51：遍歷當前獲取圖像中的線段，根據這些線段的端點是否相互接近將所有線段分組，所有端點接近的線段分在一組；

步驟52：對包含小于五條線段的組不作處理，對包含五條線段的組計算不變量，對包含N＞5條線段的組做N中取5的組合，對每種組合情況計算不變量；

步驟53：將各不變量與標定得到的不變量進行比較，與其最接近的不變量對應的五條線段即為檢測到的外輪廓之一部分，該五條線段所在的線段組中各線段為外輪廓的所有邊。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述檢測定位模塊，包括步驟如下：

步驟61：在獲取的圖像中計算檢測到的外輪廓所有邊的交點位置；

步驟62：在交點位置D×D的鄰域內搜索定位模塊，D為定位模塊直徑；

步驟63：對各個模塊大小進行比較，最大的為定位模塊。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征是：利用檢測到的定位模塊確定當前獲取圖像中外輪廓的各頂點與標準碼圖中各頂點的對應關系以及當前獲取圖像中外輪廓的各頂點的位置，標準碼圖中各頂點的位置已知，故使用最小二乘法計算單映矩陣。