[發(fā)明專利]一種用于室內(nèi)無軌導航的紅外頂標及其識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811601083.4
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109613472B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 張松濤;李超;曹雛清;高云峰
• 申請（專利權）人: 蕪湖哈特機器人產(chǎn)業(yè)技術研究院有限公司
• 主分類號: G01S1/70
• 分類號: G01S1/70;G01C21/20
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權代理有限公司 34107
• 代理人: 張巧嬋

本發(fā)明適用于自動控制技術領域，提供了一種用于室內(nèi)無軌導航的紅外頂標及其識別方法，方法包括：S1、查找當前區(qū)域內(nèi)的最大尺寸標記點，記為第一相對位姿標記點Osupgt;1/supgt;；S2、兩次查找當前區(qū)域內(nèi)的最小尺寸標記點，檢測兩個最小尺寸標記點是否為均標記點二，若檢測結果為是，將所述兩個尺寸最小的標記點作為第二相對位姿標記點Asupgt;1/supgt;和第三相對位姿標記點Bsupgt;1/supgt;；S3、以第一相對位姿標記點Osupgt;1/supgt;為坐標原點，檢測向量Osupgt;1/supgt;Asupgt;1/supgt;是否為Y軸，若檢測結果為是，則將向量Osupgt;1/supgt;Asupgt;1/supgt;是否為Y軸，向量Osupgt;1/supgt;Bsupgt;1/supgt;作為X軸，若檢測結果為否，則將向量Osupgt;1/supgt;Asupgt;1/supgt;是否為X軸，向量Osupgt;1/supgt;Bsupgt;1/supgt;是否為Y軸；S4、計算剩余標記點在該直角坐標系中的坐標。充分利用紅外頂標的面積，增加了ID計數(shù)標記點的數(shù)目。

技術領域

本發(fā)明屬于自動控制技術領域，提供了一種用于室內(nèi)無軌導航的紅外頂標及其識別方法。

背景技術

室內(nèi)移動機器人的導航方法根據(jù)是否有需要鋪設軌道可分為：有軌導航和無軌導航。以磁導軌(或磁釘)為代表的有軌導航雖然原理簡單、易控制，但其路徑固定，靈活性不夠。無軌導航常用的有慣性導航、激光SLAM、視覺SLAM以及路標導航等。其中慣性導航到后期累計誤差較大，激光SLAM設備成本較高且抗干擾能力較弱，視覺SLAM對場景特征要求較高且場景不能頻變(即可靠性較低)。路標導航又法可分為自然路標模式和人工路標模式，其中自然路標導航計算復雜、魯棒性不強、實時性較。人工路標中較為典型的為可視化標簽，而其又可分為自然光環(huán)境下和紅外光環(huán)境下兩種模式。其中，自然光環(huán)境模式容易受到光亮度的影響，可靠性低。而紅外光下的可視化標簽通常為紅外發(fā)光裝置或紅外反光材料，且在采集圖像的鏡頭前加上一層紅外帶通濾片，是的相機能夠捕捉環(huán)境中特定波長的路標信息，這種方式可以大大降低室內(nèi)其他光線的干擾，可靠性較高。

用于導航定位的紅外標簽包含兩種信息標記點：相對位姿標記點和ID計數(shù)標記點。其中，相對位姿標記點用于計算機器人與該標簽的相對位姿坐標，而ID計數(shù)標記點用于計算該標簽的身份信息(每個標簽具有唯一ID，并對應一個具體絕對位姿坐標)，二者結合即可計算出機器人的絕對位姿坐標。目前已出現(xiàn)的類似紅外頂標定位方法有：韓國Stargazer的等尺寸三點法，如圖1所示，等尺寸三點法是提取標簽中構成直角坐標系的三個坐標點作為相對位姿標記點，圖1中灰色圓圈，該標簽中所有的反光圓片都是同尺寸的，為了確定原點，需滿足非中心對稱性，正方形標簽的一個角處沒有反光圓片，但同樣導致ID計數(shù)標記點少一個，即標簽ID種類直接減半。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種用于室內(nèi)無軌導航的紅外頂標，在保證紅外頂標中的相對位姿信息被有效讀取的同時，盡可能多的增加ID計數(shù)標記點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于室內(nèi)無軌導航的紅外頂標，該紅外頂標包括：

底板，采用非反光材料制成，在底板上設有標記點，標記點采用反光材料制成，中心呈M*M等距網(wǎng)格分布；

一個邊角上的標記點為標記點一，標記點一的尺寸為尺寸一，該邊角的兩相鄰邊角上的標記點為標記點二，標記點二的尺寸為尺寸二，其余位置的標記點為標記點三，標記點三的尺寸為尺寸三，標記點一及標記點二構成相對位姿標記點，標記點三為ID計數(shù)標記點，采用ID計數(shù)進行標識。

進一步的，標記點一的尺寸大于標記點三的尺寸，標記點三的尺寸大于標記點二的尺寸。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于室內(nèi)無軌導航的紅外頂標的識別方法，所述方法包括如下步驟：

S1、查找當前區(qū)域內(nèi)的最大尺寸標記點，記為第一相對位姿標記點O¹；