[發明專利]機器人歸航定位方法與系統

有效

• 申請號: 201710108583.3
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106990776B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 鄢武;周雪峰;徐保來;蘇澤榮;蔡奕松;程韜波;黃丹
• 申請（專利權）人: 廣東省智能制造研究所
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

本發明提供一種機器人歸航定位方法與系統，標定設置于機器人的圖像采集組件，獲取所述圖像采集組件的標定參數，識別機器人歸航點相對兩側至少2處標志物，提取標志物的關鍵點，根據標定參數以及提取的標志物的關鍵點，計算標志物與所述圖像采集組件相對位置以及姿態，最終對機器人進行歸航定位。整個過程中，采用圖像處理方式，基于圖像采集組件標定參數來計算標志物與圖像采集組件位置以及姿態，最終實現對機器人歸航的準確定位。

技術領域

本發明涉及定位技術領域，特別是涉及機器人歸航定位方法與系統。

背景技術

隨著科學技術的發展，越來越多的機器人及其控制技術應用到實際生產生活中，給人們帶來了巨大的便利。

目前，針對機器人歸航定位已經成為機器人控制領域一個重要的研究方面。一般機器人定位方法主要分為絕對定位和相對定位兩類。相對定位是通過測量機器人相對于初始位置的距離和方向來確定機器人的當前位置，通常也稱之為航跡推演，缺點是漂移誤差會隨時間累積，不適于精確定位。絕對定位主要采用導航信標、主動或被動標識、地圖匹配或衛星定位技術進行定位，定位精度較高，信標及標識的方式，簡單便捷，故應用較多，其缺點是容易受光照影響。

發明內容

基于此，有必要針對可見一般機器人歸航定位方法定位不準確的問題，提供一種定位準確的機器人歸航定位方法與系統。

一種機器人歸航定位方法，包括步驟：

標定設置于機器人的圖像采集組件，并獲取圖像采集組件的標定參數，標定參數包括焦距、主點在成像平面的坐標、不同圖像采集組件之間距離、不同圖像采集組件的坐標以及不同圖像采集組件的坐標與世界坐標系的平移與旋轉量；

識別機器人歸航點相對兩側至少2處標志物，提取識別的所述標志物上至少3個不共線關鍵點；

根據圖像采集組件的標定參數以及提取的標志物的至少3個關鍵點，計算標志物與圖像采集組件相對位置以及姿態；

根據標志物與圖像采集組件相對位置以及姿態，對機器人進行歸航定位。

一種機器人歸航定位系統，包括：

標定模塊，用于標定設置于機器人的圖像采集組件，并獲取圖像采集組件的標定參數，標定參數包括焦距、主點在成像平面的坐標、不同圖像采集組件之間距離、不同圖像采集組件的坐標以及不同圖像采集組件的坐標與世界坐標系的平移與旋轉量；

識別模塊，用于識別機器人歸航點相對兩側至少2處標志物，提取識別的所述標志物上至少3個不共線關鍵點；

坐標計算模塊，用于根據圖像采集組件的標定參數以及提取的標志物的至少3個關鍵點，計算標志物與圖像采集組件相對位置以及姿態；

歸航模塊，用于根據標志物與圖像采集組件相對位置以及姿態，對機器人進行歸航定位。

本發明機器人歸航定位方法與系統，標定設置于機器人的圖像采集組件，獲取圖像采集組件的標定參數，識別機器人歸航點相對兩側至少2處標志物，提取標志物的關鍵點，根據標定參數以及提取的標志物的關鍵點，計算標志物與圖像采集組件相對位置以及姿態，最終對機器人進行歸航定位。整個過程中，采用圖像處理方式，基于圖像采集組件標定參數來計算標志物與圖像采集組件位置以及姿態，最終實現對機器人歸航的準確定位。

附圖說明

圖1為本發明機器人歸航定位方法第一個實施例的流程示意圖；

圖2為相機小孔成像原理示意圖；

圖3為簡化后的小孔成像模型示意圖；

圖4為空間點投影到圖像平面示意圖；

圖5為多個標記物歸航定位示意圖；