[發明專利]基于色塊視覺標記的室內單目全局定位方法

在審

• 申請號: 202011058842.4
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112200866A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 蘇金亞
• 申請（專利權）人: 無錫太機腦智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/90;G06T7/187;G06T7/136;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

本發明提供一種基于色塊視覺標記的室內單目全局定位方法，包括：步驟S1，在室內布設多個視覺標記；每個視覺標記上設有具有編碼含義的多個色塊；色塊的顏色至少包括兩種顏色；步驟S2，通過相機獲取圖像，并對圖像進行色塊檢測；步驟S3，通過色域梯度一致性校驗篩選出色塊顏色區域；根據色塊顏色區域識別出色塊編碼；步驟S4，通過色塊編碼得到相應視覺標記的全局坐標，計算相機至視覺標記的距離，以及相機的全局坐標。

技術領域

本發明涉及一種定位方法，尤其是一種基于色塊視覺標記的室內全局定位方法。

背景技術

隨著科技和經濟不斷發展，人們生活水平在不斷提高，同時對電子產品的智能度要求也在不斷提高，室內全局定位技術是室內移動機器人必要的一項技術，室內移動機器人的大規模推廣離不開定位技術的高可靠性和低成本性。但是現有室內定位技術要么成本太高，如基于UWB的定位需要安裝較多的信號基站；要么準確性不穩定，不夠魯棒，如基于WIFI或藍牙的指紋匹配技術；要么計算量太高，不便于嵌入式設備的實時運用，如基于雙目特征匹配技術。

發明內容

本發明的目的在于提出一種低成本、高可靠的基于色塊視覺標記的室內單目全局定位方法，能通過有效識別室內布設的色塊視覺標記，提高室內全局定位的準確性，降低室內定位的成本，促進室內移動機器人的大規模推廣應用

本發明實施例采用的技術方案是：

一種基于色塊視覺標記的室內單目全局定位方法，包括：

步驟S1，在室內布設多個視覺標記；每個視覺標記上設有具有編碼含義的多個色塊；色塊的顏色至少包括兩種顏色；

步驟S2，通過相機獲取圖像，并對圖像進行色塊檢測；

步驟S3，通過色域梯度一致性校驗篩選出色塊顏色區域；根據色塊顏色區域識別出色塊編碼；

步驟S4，通過色塊編碼得到相應視覺標記的全局坐標，計算相機至視覺標記的距離，以及相機的全局坐標。

進一步地，視覺標記豎直設置，每個視覺標記上從上而下依次分布n個色塊，n≥2；

色塊顏色包括紅色和綠色；色塊的紅色代表0，色塊的綠色代表1。

進一步地，步驟S2具體包括：

步驟S201，對圖像進行色彩自適應校正的預處理；

在圖像的HSV顏色空間中，首先分割出紅色候選區域A，再擴展，得到包圍整個視覺標記中所有色塊的矩形區域B；

其次，根據亮度和飽和度計算紅色候選區域A中紅色的顯著程度P；如下式：

P＝[αY+(1-α)V]/255 (1)

其中，Y為色彩的亮度，V為飽和度；α為離線調節因子；

計算出紅色候選區域A的紅色的顯著程度P后，進行矩形區域B的色彩校正；從亮度值和色度兩個方面對矩形區域B進行調節，計算公式如下：

Y′＝k₁(1+P)y (2)

G＝k₂(1+P)g (3)

其中，y和Y′分別表示矩形區域B校正前后的亮度值，g和G分別表示矩形區域B校正前后的綠色分量值；k1和k2為系數；

步驟S202，進行色塊顏色分割，濾除色塊周圍的噪點，再將圖像做膨脹處理，并標識出色塊連通域，得到圖像中的色塊顏色區域。