[發明專利]一種標志點定位與智能反向定位混合的定位方法和系統

在審

• 申請號: 202011630303.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112833816A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 鄭順義;王曉南;任關寶;成劍華
• 申請（專利權）人: 武漢中觀自動化科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 劉璐

1.一種標志點定位與智能反向定位混合的定位裝置，其特征在于，包括雙目相機(1)以及第三相機(2)，所述第三相機(2)的視野與所述雙目相機(1)的視野不完全重疊，所述雙目相機(1)的左相機與右相機之間設有激光器(3)，所述雙目相機(1)、所述第三相機(2)以及所述激光器(3)分別與上位機信號連接；所述激光器(3)用于發出激光投影，所述雙目相機(1)用于獲取被掃描物體(8)表面帶有激光線和標志點(6)的影像，所述第三相機(2)用于獲取周邊環境中帶有編碼點(5)以及標志點(6)的影像，所述上位機用于根據所述雙目相機(1)和/或所述第三相機(2)獲取的圖像計算被掃描物體(8)的表面點云數據。

2.根據權利要求1所述一種標志點定位與智能反向定位混合的定位裝置，其特征在于，所述雙目相機(1)以及所述第三相機(2)上均設有LED。

3.基于權利要求1或2所述裝置的一種標志點定位與智能反向定位混合的定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，標定各相機在不同掃描模式下的參數，并使得切換掃描模式時各相機的參數同步對應變換；

S2，通過掃描場景判斷并切換掃描模式為標志點模式或智能反向跟蹤模式。

4.根據權利要求3所述一種標志點定位與智能反向定位混合的定位方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述標志點模式，包括以下步驟：

通過雙目相機(1)獲取帶有激光線以及標志點(6)的影像，提取影像中激光線坐標信息以及標志點(6)坐標信息，采用空間前方交會算法計算激光線的三維坐標并建立激光線點云，采用空間前方交會算法計算標志點(6)的三維坐標并建立標志點集，通過激光線點云與標志點集建立標志點坐標系，將當前幀與之前所有幀影像標志點集的信息進行匹配，得到當前幀與之前幀影像之間的轉換關系，將當前幀影像依次通過轉換關系轉換到標志點坐標系下，進行拼接，從而得到標志點坐標系下被掃描物體(8)的表面點云數據。

5.根據權利要求4所述一種標志點定位與智能反向定位混合的定位方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述智能反向跟蹤模式，包括以下步驟：

獲取第三相機(2)在左相機坐標系下的三維坐標，通過雙目相機(1)獲取帶有激光線的影像并提取激光線三維坐標信息，采用空間前方交會算法計算激光線在左相機坐標系中的三維坐標點；通過第三相機(2)獲取周邊環境中帶有編碼點(5)以及標志點(6)的影像并提取標志點(6)的坐標，通過后方空間交會算法計算出標志點(6)在第三相機坐標系下的坐標，通過左相機在第三相機坐標系下的三維坐標以及標志點(6)在第三相機坐標系下的坐標計算出左相機坐標系到第三相機坐標系的轉換關系，通過轉換關系將每幀影像的激光線三維坐標點從左相機坐標系轉換到第三相機坐標系下完成拼接，得到第三相機坐標系下被掃描物體(8)的表面點云。

6.根據權利要求5所述一種標志點定位與智能反向定位混合的定位方法，其特征在于，所述步驟S2中，由標志點模式切換到智能反向跟蹤模式，包括：

在過渡區域通過多幀數據計算標志點坐標系下激光點云到第三相機坐標系下激光點云之間的轉換關系，通過轉換關系將標志點坐標系下的激光點云轉換到第三相機坐標系下。

7.根據權利要求5所述一種標志點定位與智能反向定位混合的定位方法，其特征在于，所述步驟S2中，由智能反向跟蹤模式切換到標志點模式，包括：

在過渡區域通過多幀數據計算第三相機坐標系下激光點云到標志點坐標系下激光點云之間的轉換關系，通過轉換關系將第三相機坐標系下的激光點云轉換到標志點坐標系下。

8.根據權利要求6或7所述一種標志點定位與智能反向定位混合的定位方法，其特征在于，所述過渡區域為第三相機(2)能夠識別到周邊環境中編碼點以及標志點的區域。

9.根據權利要求8所述一種標志點定位與智能反向定位混合的定位方法，其特征在于，若掃描過程中第三相機坐標系和標志點坐標系的相對位置發生變動，則需要重新計算轉換關系。