[發明專利]一種基于3D攝像頭的二維碼定位系統

在審

• 申請號: 201810005934.2
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108180913A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 李明明
• 申請（專利權）人: 深圳勇藝達機器人有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/16
• 代理公司: 北京金蓄專利代理有限公司 11544
• 代理人: 孫巍

本發明提供了一種基于3D攝像頭的二維碼定位系統，包括：3D攝像頭、計算處理單元以及多個二維碼標簽節點；其中，所述3D攝像頭中加載有經由地圖構建生成的二維地圖，各個二維碼標簽節點被依照所述二維地圖布置在所述二維碼定位系統的應用環境中；而且，所述3D攝像頭布置在目標對象上；在所述二維碼定位系統執行二維碼定位操作時，3D攝像頭拍攝二維碼標簽節點的圖片，并且根據圖片獲取相對于該二維碼標簽節點的距離值，而且計算處理單元利用該距離值計算機器人相對二維碼標簽節點的位置坐標，隨后將計算出的位置坐標轉換到地圖坐標系中。

技術領域

本發明涉及一種基于3D攝像頭的二維碼定位系統。

背景技術

當前，隨著移動機器人技術的發展，越來越多的移動機器人產品進入消費品市場和商用市場。在商用市場領域，移動機器人主要用來導引、導購、講解、介紹、迎賓、物品輸送等。移動機器人作為一種移動平臺，可移動性是其基本的功能。而移動機器人的定位功能則是移動機器人實現自主化的關鍵技術之一，移動機器人只有了解了自己在當前環境中所處的位置，才能決定下一步要去什么地方？和怎么樣到達目的地？當前移動機器人的定位方法有很多中，諸如：WIFI定位、RFID定位、UWB定位、視覺定位、iBeacon定位、無線傳感器定位、激光定位和超聲波定位；這些方法各有各的有點，各有各的缺點；其中視覺定位和激光定位以其良好的部署特性而越來越受服務機器人企業的重視。本發明主要提出了一種二維碼定位和RGBD SLAM的相結合的導航方法，解決視覺RGB-D SLAM定位失敗之后，機器人無法獲知自己位置，從而無法進行導航的問題，提高系統定位的魯棒性。

中國專利申請CN106017477A提出了一種果園機器人的視覺導航系統，該專利申請采用一個CCD攝像頭來檢測道路的中線，確保果園機器人是沿著道路中心行走；然后采用一個USB攝像頭來檢測貼在路邊的二維碼識別牌，并確定機器人在果園中的位置信息，同時將位置信息映射成為下一步的行走命令。

中國專利申請CN102735235A公開了一種二維碼的機器人定位方法。該方法是通過攝像頭獲二維碼的圖像，并計算出機器人的相對二維碼的位置，然后再根據二維碼的絕對位置，計算出機器人的實際位置。

RGB-D SLAM技術目前慢慢地應用于機器人定位導航中，由于及相對較低的成本，部署相對較容易，從而成為服務機器人定位導航的一種未來趨勢，但是視覺定位和導航技術受目前技術發展的限制也具有一定局限性，比如其受周圍環境特征影響非常大，受光照的影響非常大，計算量也相對比較大，實時性也需要硬件計算能力的支撐。在應用過程中，受環境的影響，應用視覺進行定位和導航的機器人有時候會定位不到自己的位置，從而導致無法進行導航。因此，視覺導航必須結合其他的定位方法來進行輔助進行到位，這樣才能揚長避短。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種將RGB-DSLAM與二維碼定位結合起來為機器人提供更加魯棒的定位導航方案的技術方案。

根據本發明，提供了一種基于3D攝像頭的二維碼定位系統，包括：3D攝像頭、計算處理單元以及多個二維碼標簽節點；其中，所述3D攝像頭中加載有經由地圖構建生成的二維地圖，各個二維碼標簽節點被依照所述二維地圖布置在所述二維碼定位系統的應用環境中；而且，所述3D攝像頭布置在目標對象上；在所述二維碼定位系統執行二維碼定位操作時，3D攝像頭拍攝二維碼標簽節點的圖片，并且根據圖片獲取相對于該二維碼標簽節點的距離值，而且計算處理單元利用該距離值計算機器人相對二維碼標簽節點的位置坐標，隨后將計算出的位置坐標轉換到地圖坐標系中。

優選地，所述基于3D攝像頭的二維碼定位系統還包括：RGB-D定位裝置，并且所述二維碼定位系統在RGB-D定位裝置操作失敗時執行二維碼定位操作。

優選地，所述計算處理單元利用距離值計算：

z＝d/s

x＝(u-c_x)·z/f_x