[發明專利]一種基于Dtag的智能垃圾車相對位姿定位方法及其裝置

在審

• 申請號: 202011597854.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112700503A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 顧涓涓;王雙雙;張文武;高慧敏
• 申請（專利權）人: 合肥學院
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/73;G06T5/30
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

本發明公開了一種基于Dtag的智能垃圾車相對位姿定位方法及其裝置。該方法包括：捕捉運行視野中的圖像并識別Dtag碼；對圖像進行識別定位，并將識別出的Dtag碼編碼；在確定四邊形中明確點陣坐標，重新遍歷整個點陣得到一串二進制碼，并將二進制碼與編碼庫匹配；計算編碼ID與旋轉Dtag碼的其他參數，求出四個角點的坐標；先根據棋盤標定圖和照片，計算出單應性變換矩陣，再結合相機信息獲得Dtag碼的相關姿勢信息；先分解單應性變換矩陣以求出旋轉變換向量和平移變換向量，再獲取智能垃圾車與垃圾桶的精確相對位姿。本發明確定智能垃圾車與垃圾桶的精確相對位姿，實現對垃圾桶的準確定位，達到定位準確度高、魯棒性好，并且易定位的技術效果。

技術領域

本發明涉及垃圾處理技術領域的一種位姿定位方法，尤其涉及一種基于Dtag的智能垃圾車相對位姿定位方法，還涉及一種基于Dtag的智能垃圾車相對位姿定位裝置。

背景技術

對于垃圾車對垃圾桶的定位，通常需要衛星或者地圖做輔助，以進行大概位置的提示。在有遮擋或信號不好的地方，會嚴重影響定位的精度，并且想要在此基礎上提高精度，技術上存在較大的困難。

發明內容

為解決現有的垃圾桶定位精度不高，定位困難的技術問題，本發明提供一種基于Dtag的智能垃圾車相對位姿定位方法及其裝置。

本發明采用以下技術方案實現：一種基于Dtag的智能垃圾車相對位姿定位方法，所述智能垃圾車用于定位至少一個垃圾桶，所述垃圾桶上的每一面上貼有組合tag編碼的Dtag碼；所述智能垃圾車相對位姿定位方法包括以下步驟：

(1)使所述智能垃圾車自動巡航并捕捉運行視野中的圖像，識別原始圖像中的Dtag碼；

(2)對所拍攝的圖像進行識別定位，并將識別出的Dtag碼進行編碼，在確定四邊形中明確點陣坐標并確定閾值；

(3)重新遍歷整個點陣，得到一串二進制碼，并將所述二進制碼與已知的編碼庫進行匹配以確定編碼是否可靠；

(4)計算確定可靠的編碼ID與旋轉的Dtag碼的其他參數，求出所述Dtag碼中四個角點的坐標；

(5)先根據打印的棋盤標定圖和拍攝的照片，計算出單應性變換矩陣，再根據所述單應性變換矩陣結合相機信息，獲得所述Dtag碼的相關姿勢信息；

(6)先分解所述單應性變換矩陣以求出旋轉變換向量和平移變換向量，再根據所述旋轉變換向量獲取所述Dtag碼的正確姿勢，且所述正確姿勢為所述智能垃圾車與所述垃圾桶的精確相對位姿。

本發明通過先再智能垃圾車運行的過程中拍攝圖像并識別出圖像中的Dtag碼，再對Dtag碼進行編碼并確定點陣坐標，然后重新遍歷點陣并進行匹配，而后計算出編碼ID和其他參數，并求出四個角點的坐標，再然后計算出單應性矩陣并獲得Dtag碼的相關姿勢信息，最后分解矩陣旋轉和平移變換向量，確定Dtag碼的正確姿勢，即確定智能垃圾車與垃圾桶的精確相對位姿，實現對垃圾桶的準確定位，解決了現有的垃圾桶定位精度不高，定位困難的技術問題，得到了準確度高、魯棒性好、易定位的技術效果。

作為上述方案的進一步改進，所述Dtag碼的識別方法包括以下步驟：

(1.1)先將所述原始圖像膨脹，再將膨脹后圖像減去腐蝕的圖像以獲得差值圖像一，將所述原始圖像減去腐蝕后的圖像以獲得差值圖像二，將膨脹后的圖像減去所述原始圖像以獲得差值圖像三，然后計算出所述智能垃圾車拍攝到的圖像中的每個像素的梯度，最后計算出基本梯度、內部梯度以及外部梯度；

(1.2)以橫向和縱向的直線作為結構元素，與分別膨脹和腐蝕后得到的圖像做差值，構造卷積和函數并計算的數值和方向；

(1.3)先將具有相似梯度方向和數值的像素聚集到組件中，再對圖像處理中的二值邊緣圖進行直線擬合；