[發明專利]基于二維碼的導航系統和方法、導航標記物及導航控制器

有效

• 申請號: 201710018512.4
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106708051B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 李洪波;廖方波;鄭勇;劉凱
• 申請（專利權）人: 北京極智嘉科技股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G06K7/10;G06V10/00;G06K7/14
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481
• 代理人: 張麗新

本申請公開了一種基于二維碼的導航系統，其包括：多個導航標記、配備有相對導航裝置和攝像頭的自動引導車以及控制器，其中控制器接收攝像頭所采集的導航標記的圖像并識別導航標記，當識別出當前導航標記包括二維碼時，其基于該二維碼確定導航用基準方向以及當前導航標記的位置；當識別出不包括二維碼時，其基于當前導航標記中的輔助圖形標記確定導航用基準方向，并且基于前一個導航標記的位置以及相對導航裝置檢測到的自動引導車從前一個導航標記到當前導航標記的位移和行駛方向確定當前導航標記的位置。本申請還公開了相應的導航方法、導航標記物和控制器。根據本發明，大幅提高了基于二維碼的導航系統和方法的魯棒性。

技術領域

本發明總體地涉及移動機器人導航領域；更具體地，涉及基于二維碼的機器人導航技術。

背景技術

基于陣列式二維碼的視覺導航可與相對導航進行組合，憑借其良好的互補性和自主性逐漸成為導航領域的重要發展方向和極具發展前景的導航技術。

陣列式二維碼導航系統通常包括在導航區域內鋪設的均勻或非均勻的二維碼陣列，每個二維碼存儲該二維碼所在位置的地面坐標信息或與該地面坐標信息一一對應的對應信息(通過對應信息，可解算或查找出對應的坐標信息)。自動引導車(Automated?GuidedVehicle,AGV)通過攝像頭對二維碼進行讀取和識別，綜合二維碼編碼信息和其在圖像中的位置信息，可以對AGV小車進行準確的絕對定位。該視覺導航獲得的絕對定位可以用于對相對導航進行校準，從而消除或至少減小相對導航由于漂移引入的導航誤差。

基于二維碼的導航方式較為適合在無人環境中使用。而在有人的環境中，人員行走會污染、損壞二維碼，從而可能導致二維碼識別失敗，影響組合導航系統的穩定運行。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提高導航系統和方法的魯棒性。

根據本發明的第一方面，提供一種基于二維碼的導航系統，其包括：設置在預定的導航區域中的多個導航標記，所述多個導航標記布置成陣列，每一個導航標記包括二維碼和輔助圖形標記中的至少一者；自動引導車，配備有相對導航裝置和攝像頭，當所述自動引導車在所述導航區域中相繼地經過導航標記上方時，所述攝像頭采集自動引導車所經過的導航標記的圖像，所述相對導航裝置檢測所述自動引導車從前一個導航標記到當前導航標記的位移和行駛方向；以及控制器，其接收來自所述攝像頭和相對導航裝置的信息，確定導航用基準方向和當前導航標記的位置，并基于所述導航用基準方向和當前導航標記的位置，控制自動引導車的行駛，其中，所述控制器接收所述攝像頭所采集的導航標記的圖像并識別導航標記，當識別出當前導航標記包括二維碼時，其基于該二維碼確定導航用基準方向以及當前導航標記的位置；當識別出所述導航標記不包括二維碼時，其基于當前導航標記中的輔助圖形標記確定所述導航用基準方向，并且基于前一個導航標記的位置以及所述相對導航裝置檢測到的自動引導車從前一個導航標記到當前導航標記的位移和行駛方向確定當前導航標記的位置。

根據本發明的第二方面，提供一種基于二維碼的導航方法，該方法用于在具有布置成陣列的多個導航標記的導航區域中對自動引導車進行導航，每一個導航標記包括二維碼和輔助圖形標記中的至少一者，所述自動引導車設置有相對導航裝置和攝像頭，所述方法包括以下處理：當自動引導車在所述導航區域中相繼地經過導航標記上方時，通過所述相對導航裝置檢測自動引導車從前一個導航標記到當前導航標記的位移和行駛方向；當自動引導車經過當前導航標記上方時，通過所述攝像頭采集當前導航標記的圖像；識別所述圖像，并且當識別出當前導航標記包括二維碼時，基于該二維碼確定導航用基準方向以及當前導航標記的位置；當識別出當前導航標記不包括二維碼時，基于當前導航標記中的輔助圖形標記確定所述導航用基準方向，并且基于前一個導航標記的位置以及所述相對導航裝置檢測到的自動引導車從前一個導航標記到當前導航標記的位移和行駛方向確定當前導航標記的位置；以及基于所確定的導航用基準方向和當前導航標記的位置，控制自動引導車的行駛。