[發明專利]一種基于UWB和雙目視覺的導航定位方法

有效

• 申請號: 201711052250.X
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN108012325B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 王丹;陸滿君;龔明;胡昆霖
• 申請（專利權）人: 上海神添實業有限公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W4/02;H04W4/024;H04W4/42;H04N5/232;H04N5/225;G06T7/73;G06T7/33;G06T7/13;G06T5/00;G05D1/02;G01C3/00;G01C1/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之;周乃鑫

1.一種基于UWB和雙目視覺的導航定位方法，其特征在于，該方法的步驟為：

步驟1、建立基于UWB基站的拓撲結構；

步驟2、根據叉車布設一個定位標簽，通過利用UWB基站的布置及定位標簽的標定，確定叉車的位置信息；

步驟3、根據建立的UWB基站的拓撲結構進行定位，來確定所述定位標簽的位置信息；

步驟4、上位機通過無線網絡得到叉車的定位信息，基于路徑規劃，通過無線通信網絡將控制信息發送至叉車的控制器；所述控制器控制叉車的驅動裝置，使叉車按照規劃的路線從起始點運動到目的地；

步驟5、啟動雙目視覺模塊，采用基于三角測量的方法，利用兩個攝像機對貨架進行成像，從視差中恢復距離信息；所述步驟5包含：

步驟5.1、圖像濾波：采用中值濾波的方法分別對左右攝像頭圖像進行濾波，消除噪聲干擾，得到平滑的左、右攝像頭圖像；

步驟5.2、邊沿檢測：通過canny邊緣檢測的方法對兩幅圖像分別進行邊沿檢測，得到邊沿特征信息；

步驟5.3、特征信息提取：對進行邊沿檢測后的圖像進行角點、直線、圓或橢圓特征提取，并從中識別選定的特征點信息；

步驟5.4、立體匹配：根據識別出特征點在左、右攝像頭中的二維信息，完成左右兩幅不同圖像上的特征點對應匹配，并去除壞的匹配點；

步驟5.5、目標位置和姿態的測量：根據立體匹配結果，構建測試對象坐標系，并計算出其相對于世界坐標的位置和姿態；

步驟6、根據雙目視覺模塊測出貨架托盤相對叉車的距離信息和姿態信息，通過控制叉車的驅動裝置進行距離移動和轉向，使叉車正對貨架托盤；

步驟7、控制所述叉車的起重系統，對貨架上的貨品實施搬運或卸載操作；

所述拓撲結構包含上位機、三個UWB基站、定位標簽和同步器；

三個UWB基站不在同一條直線上，所述定位標簽設置在叉車的縱向中心線的中心，UWB基站和同步器設置在定位標簽的周圍；

所述步驟3的方法具體為：

所述同步器通過UWB通信方式發送同步信息給三個UWB基站，所述UWB基站接收到所述同步信息后進行修正各自的系統時間；

所述定位標簽通過UWB通信方式向三個UWB基站發送信息，所述UWB基站分別存儲所述定位標簽發送信息到達該UWB基站的時間；

完成時間存儲后，通過UWB基站將各自接收到同步信息后修正的系統時間以及標簽到達UWB 基站的時間信息發送給上位機服務器進行計算，確定所述定位標簽的位置信息。

2.如權利要求1所述的導航定位方法，其特征在于，

每隔50-100米布置一個UWB基站，使通過UWB基站及定位標簽來確定叉車的位置。

3.如權利要求1或2所述的導航定位方法，其特征在于，

在任意時刻，UWB基站可接收所述定位標簽發出的脈沖信號。

4.如權利要求1所述的導航定位方法，其特征在于，

所述步驟5.1具體方法為：先確定一個奇數像素的二維窗口W，尺寸為k*l，窗口內各像素按灰度大小排隊后，用其中間位置的灰度值代替原灰度值，得到：

f(x,y)＝median{h(x-k,y-l),(k,l)∈W} (1)

式中，h(x,y)為原灰度值，f(x,y)為增強圖像的灰度值，W為選定窗口大小。