[發明專利]一種基于視覺傳感器的重型導引車定位方法及重型導引車

有效

• 申請號: 201811245354.7
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109189076B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 余佳;嚴東;涂志杰;王力波;丁飛
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天萬山特種車輛有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;B60G17/019;B60L50/50
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 王秀麗

1.一種基于視覺傳感器的重型導引車定位方法，其特征在于，所述重型導引車定位方法包括以下步驟：

通過分別安裝于重型導引車中心線頭尾的兩個視覺傳感器，實時掃描并解析重型導引車前后視野范圍內的二維碼地標的位置信息和預設信息；所述二維碼地標的預設信息包括該二維碼地標的編號，所述位置信息包括該二維碼地標的像素位置信息、偏角信息以及最小單位像素信息；

其中，所述二維碼地標的像素位置信息為該二維碼地標的中心點位于正在掃描該二維碼地標的當前視覺傳感器所對應的視野坐標系中的X坐標和Y坐標，用像素表示；所述偏角信息為該二維碼地標相對于所述視野坐標系的偏角；所述最小單位像素信息為該二維碼地標的最小單位在所述當前視覺傳感器的視野范圍內的像素值；

由視覺傳感器所采集到的當前二維碼地標的最小單位像素a、所述當前二維碼的最小單位邊長信息b以及該視覺傳感器的像素分辨率c，根據該視覺傳感器成像的線性關系，計算出該視覺傳感器的視野大小d＝c*b/a；

然后根據所述當前二維碼地標的像素位置信息，由該視覺傳感器的像素分辨率及視野大小成像比例關系，計算出所述當前二維碼地標的中心點在該視覺傳感器所對應的視野坐標系中的坐標P；

由該視覺傳感器的安裝位置和所述當前二維碼地標的中心點在該視覺傳感器所對應的視野坐標系中的坐標P，根據坐標系平移旋轉公式計算出所述當前二維碼地標的中心點在車輛坐標系中的坐標^VP；并根據所述當前二維碼地標的預設信息計算出所述當前二維碼地標的中心點在大地坐標系中的坐標^GP；

由所述當前二維碼地標的中心點對應的坐標^VP、坐標^GP以及所述車輛坐標系與所述大地坐標系的偏差，根據坐標旋轉與平移變換方法，求得所述車輛坐標系與所述大地坐標系的位置偏差,即車輛實時位置與目標位置的偏差；

由前后視覺傳感器各自所解析到的前后二維碼地標的位置信息和預設信息分別計算出前后二維碼地標的中心點在相應視野坐標系中的坐標和前后二維碼地標的中心點在大地坐標系中的坐標，然后根據坐標變換方法得到前后視覺傳感器各自對應的視野坐標系的原點在所述大地坐標系中的坐標；繼而求得所述車輛坐標系與所述大地坐標系的姿態偏差，即車輛實時姿態與目標姿態的偏差；

車載控制器根據計算出的車輛實時位置與目標位置的偏差以及車輛實時姿態與目標姿態的偏差，調用閉環控制算法控制重型導引車自動作業。

2.如權利要求1所述的基于視覺傳感器的重型導引車定位方法，其特征在于，多個所述二維碼地標以預設的固定間距呈網格狀鋪設于重型導引車所在工作區域的地面上，且多個二維碼地標同向分布。

3.如權利要求2所述的基于視覺傳感器的重型導引車定位方法，其特征在于，所述視野坐標系以其所對應的視覺傳感器的視野范圍的左前點為坐標原點，以其所對應的視覺傳感器的視野范圍的頂邊為X軸，左側邊為Y軸；

所述車輛坐標系以車輛的幾何中心為坐標原點，以車輛縱向中線為Y軸，以車輛前進方向為Y軸正向；所述大地坐標以位于二維碼地標矩陣左下角的二維碼地標的幾何中心為坐標原點，以二維碼地標矩陣的正向為Y軸正向。

4.如權利要求1所述的基于視覺傳感器的重型導引車定位方法，其特征在于，所述由該視覺傳感器的安裝位置和所述當前二維碼地標的中心點在該視覺傳感器所對應的視野坐標系中的坐標P，根據坐標系平移旋轉公式計算出所述當前二維碼地標的中心點在車輛坐標系中的坐標^VP，具體為：

由該視覺傳感器的安裝位置得到該視覺傳感器所對應的視野坐標系相對于所述車輛坐標系的旋轉角度為0；

由該視覺傳感器的視野大小、該視覺傳感器的安裝支架尺寸、重型導引車尺寸求得該視覺傳感器所對應的視野坐標系相對于車輛坐標系的平移矩陣，

由二維碼地標的中心點在該視覺傳感器所對應的視野坐標系中的坐標P、該視野坐標系相對于車輛坐標系的旋轉矩陣和平移矩陣，根據坐標系平移旋轉公式計算出該二維碼地標的中心點在車輛坐標系中的坐標^VP。